超构光学是研究具有亚波长尺寸单元的人工结构并按需得到预想光学/电磁功能的光学学科方向。作为超构光学的一个重要分支,拓扑光学经过多年发展,除了发现更多深层次物理问题以外,更从原理上提出光场调控新自由度,为降低能量损耗、提升工艺鲁棒性等集成光子器件领域中的重要挑战提供新方法新应用。
beat365中国唯一官方网站、光电材料与技术国家重点实验室董建文教授课题组结合最新研究成果,系统而全面地总结了拓扑光子晶体物理与应用的发展历程,并初步展望了该领域的未来方向。相关成果以题为“Topological photonic crystal: physics, designs and applications”(全文共30页,涉410篇领域文献),于2022年2月15日在光学领域高水平期刊、中科院物理一区杂志Laser & Photonics Reviews上发表长文综述。
该论文系统介绍了不同维度、不同拓扑相的拓扑光子晶体的物理原理、设计方法,以及应用研究。在回顾一维、二维、三维拓扑光子晶体的同时,讨论了包括高阶拓扑、连续域束缚态、合成维度、等效规范场等多种光子晶体的最新研究进展。同时,还回顾了拓扑光子晶体中模式鲁棒性,介绍了拓扑光子晶体应用于谐振器、滤波器、激光器等器件,以及应用于非厄米光学、非线性光学、量子光学等领域中的最新研究成果。
beat365中国唯一官方网站超构光学团队发展15年以来,在国际上较早地开展拓扑光学领域研究,形成了拓扑光学与光量子器件、超表面像素阵列与光学传感成像等特色研究。团队PI董建文教授荣获2020年度教育部青年科学奖,入选2016和2015年国家级人才项目,获2017年中国光学十大进展。本次论文由beat365中国唯一官方网站2019级博士研究生汤国靖、副研究员何辛涛作为共同第一作者,陈晓东副教授、董建文教授为共同通讯作者。上述工作得到了国家基金重点项目、科技部重点研发项目、广东省基金重大培育项目、广州市科技计划重点项目、以及所在单位的大力支持。
拓扑光子晶体支持具有鲁棒性的边界态,在遇到转弯、缺陷、杂乱结构等障碍时能够保持稳定向前传输
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