准相位匹配光子晶体中稳固光涡旋液滴的方形化

《Laser & Photonics Reviews》：Square-Shaping of Sturdy Optical Vortex Droplets in Quasi-Phase-Matched Photonic Crystals

　　

**摘要**

我们阐述了一种可控塑形自束缚涡旋态的方案，其基于准相位匹配的三维光子晶体中自聚焦二次项非线性与反聚焦三次项非线性的组合。该配置产生了坚固的液滴状涡旋模式，能够适应外部施加的强几何约束。在横向（??, ??）平面中施加方形调制，并沿传播方向??对二次项非线性系数????进行周期性准相位匹配，从而形成具有四重旋转对称性（??4）的方形涡旋液滴（VDs）。这些态保留了涡旋相位环流，并在较宽的参数区域中展现出稳健的传播特性。在以三次项自反聚焦为主导的过饱和区域中，方形VDs遵循反Vakhitov–Kolokolov稳定性判据。这些结果主要针对拓扑荷数?? = 1的VDs进行计算，部分也涉及?? = 2和?? = 4的情形，揭示了一种意想不到的普适性：涡旋的稳健性并不依赖于圆形对称性。因此，相互竞争的非线性与几何约束的结合，不仅提供了一种形成自束缚涡旋态的有效方法，也为非线性光学场中拓扑保护的普遍性提供了新的见解。

**利益冲突**

作者声明不存在利益冲突。

**数据可用性声明**

支持本研究结论的数据可在合理请求下向通讯作者获取。