中大新聞網(wǎng)訊（通訊員湯國靖）超構(gòu)光學(xué)是研究具有亞波長尺寸單元的人工結(jié)構(gòu)并按需得到預(yù)想光學(xué)/電磁功能的光學(xué)學(xué)科方向。作為超構(gòu)光學(xué)的一個重要分支，拓撲光學(xué)經(jīng)過多年發(fā)展，除了發(fā)現(xiàn)更多深層次物理問題以外，更從原理上提出光場調(diào)控新自由度，為降低能量損耗、提升工藝魯棒性等集成光子器件領(lǐng)域中的重要挑戰(zhàn)提供新方法新應(yīng)用。
中山大學(xué)物理學(xué)院、光電材料與技術(shù)國家重點實驗室董建文教授課題組結(jié)合最新研究成果，系統(tǒng)而全面地總結(jié)了拓撲光子晶體物理與應(yīng)用的發(fā)展歷程，并初步展望了該領(lǐng)域的未來方向。相關(guān)成果以題為“Topological photonic crystal: physics, designs and applications”（全文共30頁，涉410篇領(lǐng)域文獻），于2022年2月15日在光學(xué)領(lǐng)域高水平期刊、中科院物理一區(qū)雜志Laser & Photonics Reviews上發(fā)表長文綜述。
該論文系統(tǒng)介紹了不同維度、不同拓撲相的拓撲光子晶體的物理原理、設(shè)計方法，以及應(yīng)用研究。在回顧一維、二維、三維拓撲光子晶體的同時，討論了包括高階拓撲、連續(xù)域束縛態(tài)、合成維度、等效規(guī)范場等多種光子晶體的最新研究進展。同時，還回顧了拓撲光子晶體中模式魯棒性，介紹了拓撲光子晶體應(yīng)用于諧振器、濾波器、激光器等器件，以及應(yīng)用于非厄米光學(xué)、非線性光學(xué)、量子光學(xué)等領(lǐng)域中的最新研究成果。
拓撲光子晶體支持具有魯棒性的邊界態(tài)，在遇到轉(zhuǎn)彎、缺陷、雜亂結(jié)構(gòu)等障礙時能夠保持穩(wěn)定向前傳輸
中山大學(xué)超構(gòu)光學(xué)團隊發(fā)展15年以來，在國際上較早地開展拓撲光學(xué)領(lǐng)域研究，形成了拓撲光學(xué)與光量子器件、超表面像素陣列與光學(xué)傳感成像等特色研究。團隊PI董建文教授榮獲2020年度教育部青年科學(xué)獎，入選2016和2015年國家級人才項目，獲2017年中國光學(xué)十大進展。本次論文由物理學(xué)院2019級博士研究生湯國靖、副研究員何辛濤作為共同第一作者，陳曉東副教授、董建文教授為共同通訊作者。上述工作得到了國家基金重點項目、科技部重點研發(fā)項目、廣東省基金重大培育項目、廣州市科技計劃重點項目、以及所在單位的大力支持。
