위상학적 변환 및 자유 공간에서의 광학 홉피온 수송

구조화된 빛 장은 편광, 위상 및 진폭의 강한 공간적 변화를 포함합니다. 이러한 장에 대한 이해, 특성화 및 활용은 이들의 위상학적 특성을 통해 이루어질 수 있습니다. 홉피온과 같은 삼차원(3D) 위상학적 솔리톤은 비자명한 입자 같은 구조를 가진 3D 로컬화된 연속 필드 구성으로 중요한 위상학적으로 보호된 특성을 다수 나타냅니다. 여기서 우리는 홉프 섬유화의 정확한 특성과 홉프 지수, 그리고 편광 상태를 나타내는 호모토픽 초구로의 실공간 벡터 빔의 홉프 매핑을 갖는 광학 홉피온의 광학적 대응물에 대해 제안하고 이를 시연합니다. 우리는 수요에 따라 높은 홉프 지수를 가지며, 네엘, 블로흐 및 반스키르미온 유형을 포함한 독립적으로 제어된 위상학적 텍스처를 가진 광학 홉피온을 실험적으로 생성합니다. 또한 광학 홉피온의 강력한 자유 공간 수송을 시연하여, 홉피온이 광학적 위상학 정보학 및 통신 개발에 기여할 잠재력을 보여줍니다.