Grant: Collaborative Science, Technology and Innovation Program - Collaborative R&D Initiatives

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Cet accord a été modifié 1 fois. La date de fin du présent accord a été changé de 275 jours.

Exceptional points are branch point singularities of self-intersecting Riemann sheets, which can be observed in a non-Hermitian system with complex eigenvalues. In optics, there have been a diversity of intriguing effects based on exceptional points, e.g. loss induced transparency, lasing, and unidirectional reflection. When adiabatically changing the parameters of a system around an exceptional point in parametric space, the initial eigenstate will transfer to another while gaining a geometric phase. Recently, Berini’s group demonstrated mode transfer by dynamically encircling exceptional points in coupled dielectric waveguides at optical telecommunication wavelengths and have shown that encircling a moving exceptional point provides a new scheme to optimize performance, diminish length and insertion loss, while maintaining the topological properties of the operation. These concepts will be further explored in silicon photonics implementations, in particular subwavelength metamaterial waveguides as pioneered by the NRC silicon photonics group, as well as in metasurfaces and nanoplasmonic systems. The technology developed in the collaborative research project would constitute a substantial advance in the field and contribute to making Canada a global leader in emerging quantum photonics sensor technologies.

Les points exceptionnels sont des singularités qui correspondent à des points de branchement de feuillets de Riemann qui se croisent, observables dans un système non-hermitien associé à des valeurs propres complexes. En optique, on a observé toute une gamme d’effets intrigants associés aux points exceptionnels, comme la transparence induite par perte, l’émission laser et la réflexion unidirectionnelle. Lorsque l’on fait varier adiabatiquement les paramètres d’un système autour d’un point exceptionnel dans l’espace paramétrique, la valeur propre initiale passe à une autre valeur en gagnant une phase géométrique. Récemment, le groupe de Berini a fait la démonstration d’un transfert de mode par l'encerclement de façon dynamique des points exceptionnels dans des guides d’ondes diélectriques couplés à des longueurs d’onde optiques utilisées dans le domaine des télécommunications. Ils ont montré que l’encerclement d’un point exceptionnel en mouvement offre un nouveau moyen d’optimiser les performances, de diminuer la longueur et les pertes d’insertion, tout en préservant les propriétés topologiques de l’opération. Ces concepts seront explorés plus avant sur des applications photoniques à base de silicium, en particulier sur des guides d’ondes en métamatériaux de dimensions inférieures aux longueurs d’onde utilisées, comme d’ores et déjà exploré par le groupe de photonique sur silicium du CNRC, ainsi que sur des métasurfaces et des systèmes nanoplasmoniques. La technologie mise au point dans le cadre de projet de recherche conjoint pourrait constituer une avancée substantielle dans le domaine et contribuer à faire du Canada un leader mondial du secteur émergent des technologies à la base des capteurs photoniques quantiques.

In the short term, anticipated outcomes will be strengthened collaborations across industry, academia, and government to support research excellence. In the medium term, anticipated outcomes will be the development of new and potentially disruptive technologies with collaborators. In the long term, find collaborative solutions to public policy challenges and create stronger innovation systems.

À court terme, les résultats prévus seront des collaborations renforcées entre l'industrie, le milieu universitaire et le gouvernement pour soutenir l'excellence en recherche. À moyen terme, les résultats attendus seront le développement de nouvelles technologies potentiellement perturbatrices avec des collaborateurs. À long terme, trouver des solutions collaboratives aux défis des politiques publiques et créer des systèmes d'innovation plus solides.

Collaborate on multiparty research and development programs to catalyze transformative, high-risk, high-reward research with the potential for game-changing scientific discoveries and technological breakthroughs in priority areas.

Collaborer à des programmes multipartites de recherche-développement dans le but de profiter de la synergie entre la recherche transformatrice à haut risque et à haut rendement et le potentiel de découvertes scientifiques et de percées technologiques révolutionnaires dans des secteurs d’intervention prioritaires.