Эксперименты с нелинейными топологическими состояниями в статических и динамически модулированных массивах Су–Шриффера–Хигера

В работе обсуждается прогресс в области наблюдения солитонов в топологических оптических изоляторах и описываются результаты экспериментов с нелинейными топологическими состояниями в статических, т.е. не меняющихся в направлении распространения излучения, и динамически модулированных (в основном периодическим образом) в направлении распространения излучения массивах Су–Шриффера–Хигера, изготовленных методом фемтосекундной записи. Такие объекты представляют собой одну из простейших моделей топологически нетривиальной структуры. Солитоны в топологических изоляторах ответвляются с увеличением интенсивности излучения от линейных краевых состояний в запрещенной зоне, наследуя их топологическую защищенность. Пространственная локализация солитона и положение его постоянной распространения в запрещенной топологической зоне зависят в нелинейной среде от пиковой интенсивности и могут эффективно контролироваться. В работе представлено экспериментальное наблюдение переключения краевых топологических модиз запрещенной зоны между двумя близко расположенными димеризованными массивами Су–Шриффера–Хигера, скорость которого зависит от интенсивности излучения и которое может быть полностью подавлено в сильно нелинейном режиме. В массивах из тримеров волноводов, в спектре которых в топологическом режиме одновременно открываются две топологические запрещенные зоны с краевыми состояниями с разной симметрией, наблюдались два сосуществующих типа топологических солитонов, демонстрирующих разную степень устойчивости. Также обсуждается экспериментальное наблюдение $\pi$-солитонов –– нелинейных топологических состояний Флоке, периодически воспроизводящих свой профиль в одно- и двумерных модулированных в направлении распространения излучения массивах Су–Шриффера–Хигера.