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2026

利用平凡包层调控光子拓扑边缘态与角态

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宁波大学王海啸教授、南京大学蒲殷教授、苏州大学蒋建华教授团队创新性地提出利用平庸包层作为调控拓扑光子态的新自由度，通过分别设计具有 C? 和 C? 晶体对称性的Kagome光子晶体，构建了拓扑非平庸的量子自旋霍尔相与可调控的平庸包层结构。团队通过精密调节平庸包层的几何参数，在理论与实验上实现了对拓扑界面态能带结构的主动操控，诱导其发生以狄拉克质量符号反转为特征的拓扑相变，并在此过程中成功控制了高阶拓扑角态在六边形超胞中的出现与消失。该工作不仅揭示了平庸包层在拓扑边界态形成与相变中的关键作用，还为拓扑光场的动态调控（如彩虹捕获）提供了全新的几何调控途径。

研究成果于2026年1月31日以题为“Manipulation of Photonic Topological Edge and Corner States via Trivial Claddings”发表在《Laser & Photonics Reviews》上。

图1：(a) 基于Kagome光子晶体的拓扑异构体示意图，其中展示了位于不同Wyckoff位置的三种原胞构型，即H-KPCs、U-KPCs和D-KPCs。(b) Kagome光子晶体的能带结构。注意，仅在H-KPCs中，Γ点的态宇称具有明确定义。(c) 在Γ点处具有奇宇称（上图）和偶宇称（下图）特征的两对简并模式的电场分布图。

图2：（a）由H-KPCs和具有不同几何参数？？的D-KPCs所形成的畴壁结构示意图。（b）当？？=0.5？？时，由H-KPCs和D-KPCs形成的畴壁的边缘色散关系的模拟与实验结果。（c）上图：????=0处边缘态的电场分布图。下图：????=0.1？？∕??处边缘态的相位分布与坡印廷矢量。（d）频率隙随几何参数？？变化的演化过程。灰色区域代表体态。（e）当？？=0.75？？时，由H-KPCs和D-KPCs形成的畴壁的边缘色散关系的模拟与实验结果。（f）上图：????=0处边缘态的电场分布图。下图：????=0.05？？∕??处边缘态的相位分布与坡印廷矢量。