可能的方向

一些拓扑光子学公开课 蔻享 b站

解碧野

问师兄，非厄米做了什么 微环

目录

另外，量子度规、非厄米，我也是有基础的，可以研究它们在光学中的效应。

另外，floquet理论我也是有基础的，也是可以研究的！ 查最近进展

PT对称floquet拓扑光子晶体-和有源有关

25年NN Floquet非线性光学系统：光的Floquet陈绝缘体

https://mp.weixin.qq.com/s/gd9mGcuB5xPhEjgPhojMhg
拓扑光子学研究的是在拓扑相位保护下对缺陷和无序具有鲁棒性的光子系统。这类拓扑相位通常在线性光学系统中实现，并由其本征光子能带结构表征。本研究在实验上考察了周期驱动的非线性光子晶体中的 Floquet 陈绝缘体，其中拓扑相位由驱动场的偏振态和频率所控制。瞬态和频产生测量结果显示 Floquet 光子能带发生了强烈的杂化：在线偏振驱动下测得的谱保持无能隙，而在圆偏振驱动下则出现能隙。理论分析进一步确认该 Floquet 能隙具有拓扑性质，由非零的陈数表征，这是圆偏振驱动场诱导的时间反演对称性破缺所导致的结果。本工作为探索经典光学非线性在拓扑相位中的作用及其在非线性光电子学中的应用提供了新的机遇。

解碧野组的论文也可以看看！！！

可能还是要和全介质光子晶体有关

进展和需要阅读的论文：

拓扑边界模式的伪自旋开关和阿哈诺夫-玻姆效应
https://www.science.org/doi/full/10.1126/sciadv.adn6095

电子和经典波系统中的拓扑边界模式具有迷人的特性。在光子学中，边界模式的拓扑性质可以使它们变得坚固，并赋予它们额外的内部结构--伪自旋。在这里，我们介绍了异质边界模式，它是基于混合两种最广泛使用的拓扑光子学平台--伪自旋-霍尔类光子拓扑绝缘体和谷-霍尔光子拓扑绝缘体。我们预测并通过实验证实，通过改变晶格几何形状实现这两种拓扑绝缘体之间的转换，可以实现同时携带伪自旋和谷自由度（DoFs）的连续边界态。当绝热应用时，这会导致伪自旋和谷极化之间的转换。我们的研究表明，这种演化产生了与合成规规场相关的几何相位，并通过在硅芯片上进行的阿哈诺夫-玻姆型实验证实了这一点。我们的研究结果揭示了操纵拓扑光子态特性的多功能方法，并设想拓扑光子学将成为基于合成 DoFs 器件的强大平台。

合成维度、外尔半金属：（非厄米、费米弧）【除了外尔，还有其他可以实现的】

https://mp.weixin.qq.com/s/X3jOsydSRDbu0IydJZzhNQ

  • https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.128.216403
    受新出现的谷电学的启发，人们对经典元晶体中的拓扑谷传输产生了浓厚的兴趣。非rivial畴壁态的存在可以用谷切尔数的概念来解释，而谷切尔数只有在小带隙的极限下才定义明确。在这里，我们提出了一种新的视觉角度来跟踪经典系统中错综复杂的谷拓扑结构。得益于声学元晶体的可控性，我们通过引入一个额外的结构参数（此处为旋转角），在合成的三维动量空间中构建了韦尔点。这样，二维谷投影带拓扑就可以与三维韦尔晶体中严格量化的拓扑电荷进行追踪，其特征是沿着特定的韦尔路径连接合成韦尔点和无间隙手性表面态的开放表面弧。我们的声学实验确证了所有理论预测。我们的发现可能会促进拓扑谷物理学的发展，而拓扑谷物理学的定义尚不明确，但在多个物理学科中正处于热议阶段。

2025.12：可以尝试将这个二维经典力学材料中的拓扑推广到光学！！！：合成维度三维（3D）狄拉克半金属相

https://mp.weixin.qq.com/s/IkDvG_ePNFbUZ8HOmoArSw?scene=1&click_id=7
研究者通过调控二维弹性超材料中的孔洞深度（由参数 φ 表征），构建了合成三维狄拉克半金属。该超材料以铝板为基底，采用蜂窝晶格结构，通过钻孔深度的周期性调制打破结构对称性，引发能带隙闭合与重开，实现拓扑相变。将 φ 视为合成动量后，系统形成有效三维布里渊区，其中存在两个拓扑电荷相反的狄拉克点。

基于 k・p 微扰理论，研究者推导了 K 和 K' 谷附近的有效哈密顿量，揭示了赝自旋子空间由面内振动模式和面外振动模式张成，且自旋陈数随 φ 的变化规律。当 φ=π/2 时，系统具有 D₃h 对称性，在 K 点形成四重简并狄拉克点；当 φ=π 时，盲孔打破镜像对称性，打开具有非平凡自旋陈数的拓扑能带隙。通过调节 φ，能带隙在临界角 π/2 和 3π/2 处闭合再重开，标志着不同拓扑相之间的转变。

为研究合成表面布里渊区的表面色散，研究者设计了二维畴壁系统，由一对具有相反盲孔取向的手性反转弹性拓扑绝缘体组成。该系统可视为两种不同拓扑特性的三维狄拉克半金属构成的畴壁结构，通过绝热调节 φ 参数，模拟拓扑泵浦过程，实现了跨越整个体带隙的无隙螺旋边缘态。

半狄拉克费米子，可以在合成维度或光子学中研究，没人研究：https://journals.aps.org/prx/abstract/10.1103/PhysRevX.14.041057

https://mp.weixin.qq.com/s/oCltB7haKoIlFZXiuPdv2g
首次观测到只在一个方向上有质量的奇异粒子
在光子学也能做！！！！

朗道能级、人工规范场-可以用光子晶体板

24年4月那篇NP

拓扑体态（不是拓扑边缘态）、反手性边缘态【遇到问题可以找xiaomeng组问！我自己主动，不和老师说】

https://www.nature.com/articles/s41467-022-33447-x ：有限尺寸效应导致的手性反常体态！
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.086302 （弹性扭曲卡戈米超材料中自由边界诱导的手性反常体态观测。引言很有意思，必须读引言，在光子晶体中有实现，其实也是和朗道能级有关！）
韦尔点对应于二维（2D）系统的狄拉克点。在二维狄拉克半金属（如电磁系统 [18]、航空声学 [19,20] 和弹性波系统 [21]）中引入人工合成磁场，也可以实现离散朗道水平。人工磁场是通过施加外部应力或引入单轴变形产生的。然而，相应的 zeroth Landau 模式只能在平带域中实现体态，在色散域中仍然是边缘模式 [21]。最近，由于有限尺寸效应，在适当选择周期性边界条件的二维狄拉克半金属材料中实现了 CABS [22,23]。二维 CABS 具有与谷保护边缘态传输类似的单向稳健传输特性 [5,24,25]。与边缘态相比，该模式是在体中传输，而不是在边界或域壁上局部传输。CABS 几乎利用了所有可用的引导空间，大大提高了空间利用率。（除了xiaomeng那篇，在光子学中就还没做完)。
https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/PhysRevB.107.035144 （手性反常体态，朗道能级，外耳半金属，肖孟组做的）
https://mp.weixin.qq.com/s/RxM-naldZcfIMS445PEImQ 大面积、高通量的鲁棒性单向体态传输 李志远 磁光光子晶体也能实现激光

前沿进展 | 大面积、高通量的鲁棒性单向体态传输 (qq.com)【李志远】 能否用谐振环，实现这个异质haldane模型，或者其他方法来替代磁场，实现单向体态传输。【比如加圆偏振光，floquet】
Nat. Commun. | 时间反演对称反手性传输 (qq.com) 这篇中提供了一种方法。
反手性边界态。

19science也是 外尔体系中手性朗道能级导致单向传输体态

提高反手性边缘态的鲁棒性：https://www.guanjihuan.com/archives/42769 【关博主最近想出来的】

变换到异质集成光子晶体也可以。

拓扑D态 -一种新拓扑。不一定是没有用的东西。 和马约拉纳相关

布里渊区缠绕 实现慢光

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.153904
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.156602

非厄米Haldane相图 - 义上光的文章 （非厄米很有意义，激光器就是非厄米,北大也在做） 非厄米算了，实验不好做，必须微环

Floquet Chern insulators of light-实验很好做！绝对值得我做这个方向

接下来，我们将重点转移到基于周期性驱动的非线性光子系统中的光子带定义的拓扑上。在这里，我们研究了弗洛凯带，并证明了通过圆偏振泵浦光束打破时间反转对称性的潜力。这一突破允许在二维系统中实现弗洛凯切恩绝缘子。给出了一个具体的设计，并通过泵浦探头装置进行了实验演示，确认了该系统进入了我们所说的“弗洛凯强耦合状态”。

不用磁场，而是用圆偏振光来破缺时间反演对称性！这个其实很值得探索！！！

问题在于：实验不好做，介电常数随时间变化。理论是很好，但就是往里面打圆偏振光而已，BIC也经常研究打光，应该是可以做的！！！

Nat. Commun. | 双曲散射网络中的Anomalous Floquet/Chern拓扑波传输 (qq.com)

马约拉纳相关、狄拉克涡旋

没什么好做了，陆凌做完了
查了被引，确实没什么好做，再做下去就到宇宙弦了（24年，三维超材料，张翔组做的，香港，就是往马约拉纳的进一步去研究）

肖孟组的边界 Majorana-like 零模式的编织规则：可以转移到光子晶体激光器中，尽快迁移！！！ 而且有问题可以问他们组！！！

https://arxiv.org/abs/2501.00749
拓扑态的研究已成为固态系统和人工结构（如光子晶体和声子晶体）中的重要课题。其中，表现出非平凡编织过程的 Majorana 零模式引起了广泛的研究兴趣。经典波中马约拉纳零模式的模拟，或类似马约拉纳的零模式 （MLZM），最近也受到了很多关注。然而，以前的绝大多数工作都与与本体内部的漩涡绑定的 MLZM 有关。在这项工作中，我们揭示了 MLZM 的编织规则，这些 MLZM 在涡旋纹理 Kekule 调制石墨烯的边界周围可调。我们表明，这些零维边界 MLZM 的存在受到一维边界态的 Zak 相的保护。因此，我们能够构建多个 MLZM 并分析相应的编织过程。此外，我们还提供了声学晶体中边界 MLZM 的实现方案。本文提出的边界 MLZM 的可调性为固态系统和人工结构中的拓扑状态编织提供了新的自由。

非厄米拓扑-只能微环。算了。 不是，非厄米波导光开关：组里刘师姐做过：

https://mp.weixin.qq.com/s/61eBiao67g_FobCREwklew

非厄米奇异点——不是只能微环-在超表面也可以研究！！！【以后的研究方向】

https://mp.weixin.qq.com/s/EHQS2mZPlmxh0iNTwg6PjQ?scene=1&click_id=19
拓扑超表面作为一类非厄米系统，是探索奇异点（EP）这一显著特性的理想平台之一。近年来，在超表面中构建和环绕奇异点已催生出多种先进功能，包括偏振控制和光学全息编码。然而，现有拓扑超表面大多依赖等离子体材料，不可避免地引入欧姆损耗，并限制了其与主流全介质超器件的兼容性。此外，传统自由空间配置也阻碍了多个超器件在紧凑型平台中的集成。本文实验演示了一种片上拓扑超表面，可在全介质架构中构建和调控环绕奇异点的拓扑相位。通过在Si₃N₄波导上大规模筛选硅超原子几何结构，环绕奇异点获得2π拓扑相移。结合潘查拉特纳姆-贝里（PB）相位，我们解耦正交圆偏振通道，并为不同全息生成展开独立的编码自由度。作为概念验证，所提出的片上拓扑超表面可在现实场景中实现悬浮全息可视化，具备实用的增强现实（AR）功能。这种全介质片上方案消除了欧姆损耗，并能与其他片上超器件兼容集成，为下一代AR设备、复用信息存储和先进光学显示领域提供了广阔应用前景。

一维钙钛矿光子晶体中的多个例外环

非厄米系统的典型特征是存在例外点（EPs），其表现为特殊的谱简并。EP携带分数拓扑荷，并呈现出自交的非厄米拓扑特性，这可以通过在参数空间中沿闭合回路环绕EP来验证。EP通常成对出现，并由体费米弧相连，两个EP的拓扑荷符号相反。这些特性已经催生了诸多新奇应用，例如高灵敏传感、激光以及非对称模态切换。进一步地，EP还能构成更复杂的拓扑结构，如例外线（ELs）和例外环（ERs），显著扩展了非厄米系统的拓扑类别。但传统上这些结构需要高维参数空间和复杂对称性设计才能实现，实验上在二维光子晶体板和三维波导阵列中仅实现过最多两条ER。若能够在简洁体系中设计出高维非厄米拓扑，将对非厄米物理的基础研究和应用探索都具有重要价值。
近期的研究进展表明，通过利用具备连续反演对称性的体系，可以在简单结构中实现复杂拓扑现象，这为降低设计复杂性提供了有希望的解决思路。然而，这一方法尚未扩展到非厄米系统中。
近日，吉林大学张旭霖教授团队提出并验证了即便在最简单的一维非厄米光子晶体中，也能实现多达四条ER。理论上，团队从狄拉克哈密顿量出发，证明通过引入特定非厄米扰动可以在三维动量空间中产生体费米环面，从而衍生出最多两对ER，突破了“仅能产生一对ER”的传统认识。并进一步证明简单的一维非厄米光子晶体即可再现实验所需的非厄米哈密顿量。通过调节光子晶体的充填比，体系可支持从一条到四条ER。实验上，团队在一维钙钛矿光子晶体中，通过角分辨反射光谱首次在可见光波段观测到与ER相关的体费米环面。该结果不仅拓展了非厄米系统的拓扑类型，还为在简单体系中探索高维非厄米拓扑提供了可行平台。相关内容发表于《PHYSICAL REVIEW LETTERS》上。（金梦成）
文章链接：
https://doi.org/10.1103/clbx-mh6y

根据朱博的理论文章，可以研究非厄米。通过光打在晶格的不同位置，实现波长可重构或 偏振可重构。 张师兄研究的就是这个。

25年非厄米奇异点光子晶体微腔可以制作多稳态随机存储器-彭超

通过近极耦合实现的紧凑微腔中的光学多稳定性
https://arxiv.org/abs/2511.12037

非阿贝尔拓扑

在传统的粒子物理学中，非阿贝尔对称性是描述基本粒子相互作用的重要概念。例如，强相互作用的理论量子色动力学（Quantum Chromodynamics, QCD）就是基于非阿贝尔群SU(3)对称性来描述夸克之间的相互作用。非阿贝尔对称性的存在导致了夸克色荷的非交换性质，从而产生了强子的复杂结构。
近年来，非阿贝尔物理在拓扑物理学和凝聚态物理领域引起了广泛的兴趣。在拓扑材料中，非阿贝尔拓扑相比传统的阿贝尔拓扑相更为丰富多样。可能对应用有帮助。

Nature Communications | 集成光学高维非阿贝尔几何相位 波导

https://mp.weixin.qq.com/s/yyBNzj6TDQOtBuJS5OcwlQ
研究团队基于双层氮化硅波导集成平台首次构建了高维非阿贝尔几何相位。如图1所示，该四波导结构支持两个简并超模，通过精确调控波导间的间距，实现对耦合系数的连续调节，从而驱动系统在参数空间中进行绝热演化。当系统沿闭合路径完成一次循环演化后，便生成一个基本的SO(2)几何相位单元，即输入—输出满足一个二阶酉矩阵(属于SO(2)群)的线性关系。通过改变演化路径的参数，可以实现一般SO(2)矩阵变换器件（图1a），以及模拟任意子交换的2模编织器件（图1b）。
也不是很难，我应该能弄懂。

与能带折叠、Rashba能扯上关系的方向：

floquet能带

非线性光学确实很重要，在量子光学、量子纠缠、量子信息中都用到了

利用解碧野的光子晶体中实现紧束缚模型(包括三维),对我的WTe2这种具有倾斜狄拉克点的能带进行建模。QSH。

soc怎么处理？

做拓扑器件应用【但不是我现在需要做的】

量子纠缠与非厄米拓扑奇异点

https://mp.weixin.qq.com/s/r6reRtD8G9RJ2qyQlp5fAQ

张师兄研究过非厄米，重复过非厄米的PRL论文。我就学他的论文

https://www.nature.com/articles/s41467-024-50776-1
这篇是力学的，可以把它推广到光学

floquet拓扑+非厄米：

https://www.nature.com/articles/s41586-024-07664-x 光学增益和损耗诱导的狄拉克质量
质量通常被认为是物质的固有属性，但现代物理学揭示了粒子质量的复杂来源1，如高能物理中的希格斯机制2,3。在石墨烯等晶格中，相对论狄拉克粒子可以作为低能准粒子4 存在，其质量由打破晶格对称性的扰动赋予5,6,7,8。这些质量产生机制都假定了赫尔墨斯性（Hermiticity）或详细的能量守恒。我们使用光子合成晶格，通过实验证明，基于光学增益和损耗的非赫米提扰动可以产生狄拉克质量。然后，我们探讨了增益和损耗引起的狄拉克质量的时空工程如何影响准粒子。正如我们所展示的，准粒子在空间边界会发生克莱因隧穿，但非赫米提对称性的局部破缺会在畴壁产生新的通量非守恒效应。在突然改变狄拉克质量符号的时间边界上，我们观察到时间反射现象的一种变体：在非相对论极限中，狄拉克准粒子的速度发生逆转，而在相对论极限中，原来的速度保持不变。

https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.abe2011
Direct observation of Klein tunneling in phononic crystals

量子度规

  • 非厄米与量子度规：https://mp.weixin.qq.com/s/6RIbKljIHY8LyAvQFvzjvg 光子偏振态在动量空间中的非均匀分布具有重要的拓扑学意义。在以光子偏振度为波函数的量子力学体系中，可以计算动量空间中几何线元的表达式，从而得到相应的量子度规张量（quantum metric tensor）。此张量的实部为量子度规（quantum metric），虚部为Berry曲率（Berry curvature）。在厄米系统中，Berry曲率的分布对系统的拓扑性质具有决定性的影响，而在非厄米系统中，随着耗散的增加，Berry曲率对粒子动力学的作用逐渐减弱，而量子度规则逐渐起到了主要作用。目前对量子度规的意义和作用正处于理论研究的最前沿。研究团队之前已从理论上证明，在非厄米奇异点处，量子度规的值为无穷大，即量子度规在奇异点处发散，并证明发散的量子度规对粒子的运动轨迹产生完全的调控作用（Phys. Rev. B 103, 125302）。研究团队以实验测得的光子偏振态为波函数，计算出量子度规在动量空间的分布，如图3(a)所示，并与理论模拟结果良好吻合（图3b）。在通过奇异点的直线上，量子度规的值成反比例函数式上升，证明了其在奇异点处发散的趋势（图3c中红色数据点）。与之相比较，在不通过奇异点的直线上，量子度规则没有发散的趋势（图3c中黑色数据点）。对奇异点处量子度规发散的实验证明，为量子度规这一方兴未艾的研究对象在未来拓扑光子芯片中发挥重要作用提供了可靠的依据和有利的平台。

  • 根据不同的紧束缚模型实现量子度规：https://mp.weixin.qq.com/s/x1SrI5IsFq25wahPHTsRWQ 我需要结合光子学中的紧束缚模型。

  • 南京大学2024年那篇量子度规

  • 南大24年的NC：https://mp.weixin.qq.com/s/nIe2eZT1X8QtqgRC2A25AA
    https://mp.weixin.qq.com/s/nIe2eZT1X8QtqgRC2A25AA
    近日，南京大学现代工程与应用科学学院李涛、祝世宁课题组提出了寻找波导阵列耦合参数空间的绝热演化“下确界”方法，在薄膜铌酸锂（TFLN）光子集成平台上实现了快速紧凑的拓扑边界态泵浦。 和贝利联络有关！

贝里偶极子系统中的返回型 Thouless 泵：可以在光学中做腔与波导耦合系统！

https://mp.weixin.qq.com/s/oqAwlvZo3D3-ux59fSteVg?scene=1&click_id=5
工作二：贝里偶极子系统中的返回型 Thouless 泵
Thouless 泵是拓扑物理的核心机制，传统基于贝里单极子的泵浦表现为单向量子化传输，而高阶奇点（如贝里偶极子）介导的泵浦动力学尚未被探索。该工作在一维声学波导阵列中，首次实验证实了贝里偶极子介导的返回型 Thouless 泵（RTP）。

图片
研究团队通过构建包含 A、B、C 三子格的声学波导单元，在三维合成空间中形成贝里偶极子奇点。当系统沿包围奇点的绝热路径演化时，初始边缘局域的伪自旋向下模式会先离域至体相，再返回原边缘并翻转为准自旋向上模式，实现 “边缘 - 体相 - 原边缘” 的闭环传输，与传统单向泵浦形成鲜明对比。

理论上，该泵浦过程由 “返回型 Thouless 泵不变量” 调控，贝里曲率场与伪自旋的锁定导致了自旋翻转效应；实验中，3D 打印的声学波导阵列在 9500Hz 频率下，清晰观测到声压场的演化全过程，模拟与实测的声强分布高度一致。该工作揭示了高阶拓扑奇点的独特动力学特性，为拓扑量子器件、声学定向传输等应用开辟了新路径。

和thouless泵浦一样做新的光学波导 25Nature子刊 |南洋理工大学Baile Zhang等： 返回型 Thouless 泵浦的实验观测 基于模型哈密顿量反推结构。我也可以根据我硕士研究的哈密顿量，反推出贝利曲率偶极子！

https://mp.weixin.qq.com/s/SRsDCvzjSAsC38Ko2FBe0Q?scene=1&click_id=6

耦合波导阵列还可以用于制作片上拓扑模分复用器：无源就可以。我也可以研究

https://mp.weixin.qq.com/s/j9uomY8WE2ftCuZcPjKwtw
上海交通大学苏翼凯和孙璐教授团队联合中山大学董建文教授团队提出了一种基于拓扑泵浦的宽带鲁棒的模场调控方案。该设计采用Thouless 泵浦机制，基于Rice-Mele模型硅波导阵列，实现片上宽带鲁棒的模式转换和复用功能。该设计在1500 nm至1580 nm的工作带宽范围内，展现了优越的传输性能，对于波导宽度和间距的结构偏差均具有迄今最高的±70 nm制造容差。级联形成的四通道拓扑模式（解）复用器每个通道可支持200 Gb/s 的16-QAM信号传输。该拓扑模场调控方案为利用拓扑光子学方法开发新型宽带鲁棒的耦合波导器件提供可能，在光互连、量子通信、光计算等领域具有广阔的应用前景。相关成果以Wavelength- and Structure-Insensitive On-Chip Mode Manipulation Based on the Thouless Pumping Mechanism为题，发表在Advanced Photonics Nexus 2025年第3期。

提出了调控Fano共振光谱的辐射单向性新自由度，基于双层错位超构光栅克服了周期体系内禀的角度-波长锁定机制

https://mp.weixin.qq.com/s/T3ES0IW8smg9QR7Mq3Ruag
近日，中山大学董建文教授和复旦大学周磊教授团队合作，在角度-波长的联合光谱调控领域取得重要进展。合作团队提出了调控Fano共振光谱的辐射单向性新自由度，基于双层错位超构光栅克服了周期体系内禀的角度-波长锁定机制。实验上，团队发展了高精度的双层微纳光栅制备工艺和辐射单向性的显微角分辨测量技术，并在实验上首次展示了具有“空间频率-光谱频率”联合选择性的高对比度成像。研究成果不仅为独立调控角度和波长这一基础性难题提供了创新方案，也为AR/VR显示、光谱成像、相干热辐射、先进半导体制造等技术应用提供了新思路。
相关研究成果以“Overcoming intrinsic dispersion locking for achieving spatio-spectral selectivity with misaligned bilayer metagratings”为题发表于eLight（入选两期卓越计划）。

光子紧束缚模型那篇非常重要，后面可以做很多

光子晶体腔，谷拓扑最新进展

  • https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.134.033803 在谷光子晶体中实现拓扑控制的光子腔2025
    我们报道了在谷光子晶体中实验实现一种新型拓扑控制的光子腔，方法是采用明智定向的镜子沿其传播路径定位谷极化边缘状态。通过使用微波频域和时域测量，我们直接观察到由于谷值指数翻转所需的延长时间延迟，反射镜表面的电磁能受到强限制。此外，我们实验证明，拓扑控制的光子腔的能量定位程度和品质因数都由反射镜拓扑控制的谷值翻转时间决定。这些结果扩展和补充了当前拓扑光子腔的设计范式。

光子晶体的边界对激光现象的影响-25年的NN

由边界动量散射诱导的集体导模共振（collective guided resonance, CGR）现象，并利用非对称泵浦破缺镜面对称性，成功实现了手性激光发射
https://www.semi.ac.cn/xwdt/zhxw/202507/t20250701_7877507.html
https://www.nature.com/articles/s41565-025-01964-7#peer-review

边界对光子晶体激光的影响：THz、金属上刻孔、狄拉克涡旋、利用了边界对光子晶体激光的影响！！！

High-power electrically pumped terahertztopological laser based on a surface metallicDirac-vortex cavity
https://mp.weixin.qq.com/s/emDUiJkJ0WR4OuVynnYjZw
Nature Communications：表面金属狄拉克涡旋腔的高功率电泵浦太赫兹拓扑激光器

光泵浦 主动超材料光子学 时间平移对称性破缺超表面中共振的光调控

1、时间平移对称性破缺超表面中共振的光调控
主动纳米光子学正快速发展，为全息成像、量子通信和光学计算等新兴技术提供了重要支撑。尤其是由亚波长间距纳米谐振器组成的主动超表面，已成为光场调控的有力平台，广泛应用于波束偏转、光学开关、全息、可调透镜、可编程表面以及手性和偏振控制等领域。共振系统的可调性可通过改变三类基本参数实现：共振波长（ω₀）、本征损耗（γint）和辐射损耗（γrad）。现有研究主要集中在调节ω₀和γint：前者实现光谱位置移动，后者调节阻尼强度，两者都会影响特定波长下的共振幅值。然而，由于Kramers–Kronig关系将折射率实部n（主导ω₀）与虚部k（主导γint）紧密联系，这两种方式均难以实现单一模式的真正开关。理论与实验均表明，只有直接调控模式与辐射连续体的耦合（γrad），才能在亮态与暗态间切换：γrad=0 时模式与远场完全解耦（关闭），γrad>0 时被激活（打开）。这种能力对光通信、信号处理和光学滤波等应用具有变革意义，可最大限度减少光谱串扰并避免额外损耗。

然而，主动调控γrad极具挑战，单纯改变折射率往往无效。在被动超表面中，γrad的控制近年来通过对称性保护的连续体束缚态（SP-BIC）得以实现，即通过几何对称性的破坏被动调节γrad。但迄今主动SP-BIC研究几乎都局限于调控ω₀或γint，未能充分利用其对γrad的独特调节潜力。早期尝试因材料本征损耗过大而限制了Q因子的变化，尽管近期有理论提出基于干涉的泵浦方案来提升Q因子，但实现γrad的任意调控及Q因子“开-关”转换仍未实现。

近日，慕尼黑大学Andreas Tittl教授与莫纳什大学Stefan A. Maier教授团队提出，通过共线超快光学泵浦在超表面中引入时间平移对称性破缺，可实现对γrad的主动调控，从而在亚皮秒尺度上创造或消除高Q共振。实验中，泵浦光激发载流子调制谐振器材料，原理依托提出并实现的恢复对称性保护BIC（RSP-BIC）。该态虽几何不对称，但在特定波长下偶极矩完全抵消，使γrad接近零。团队设计的单元由长度和宽度不同的两根硅棒组成，在RSP-BIC条件下偶极矩相等；而在其他波长或偏振下，两根棒则呈现各自独立的Mie模式。通过选择性激发其中一根棒的Mie模式，可降低其折射率，打破偶极平衡，从而精确调节γrad。瞬态吸收实验显示，在接近RSP-BIC条件时，γrad可被超快精准调控，实验实现了共振的锐化、展宽、创造与消除，调控效果取决于结构几何和泵浦能量，而对γint的影响可忽略。相关内容发表于《Nature》上。（金梦成）

做光子晶体光纤- 做什么轨道角动量激光器不如做拓扑光纤。注意拓扑纳米彩虹腔可能做多模拓扑光纤！

https://arxiv.org/html/2501.15107v3
参考陆的学生的拓扑光纤的博士论文。还有上面这篇文章。

25年PRL | 平庸体态中的非平庸拓扑！

、https://mp.weixin.qq.com/s/zz3bjg2FRPer3AkBNDU9Mg
在这项研究中，作者通过声子晶体的平台，首次在实验中实现了上述体边对应作用链的反例——平庸体态中的嵌入式拓扑，其中的体边对应起源于一个平庸拓扑的体态。相较于对整体对称性的依赖，作者反倒利用了投影晶体对称性 (projective crystal symmetry)，使得非平庸拓扑不再发源于D-维的体态，反而半道发源于体边对应阶级中的低维边界。首先，作者基于图2的紧束缚模型确立了投影镜像对称 (projective mirror symmetry) 的结构，但二维空间中此对称性只保护单一的相——平庸相。通过连接两个二维平庸绝缘体的界面，一维拓扑绝缘体得以形成。其中，一维拓扑发源于一维无带隙界面的拓扑相变，从而揭开嵌入式拓扑的面纱。为了观测绝缘界面的拓扑性质，两个相异拓扑的一维界面彼此相接，继而衍生出一个二维的三边交界 (trijunction) 与其中心的拓扑边界态。

多关注彭超组的文章

Optical multistability in a compact microcavity enabled by near-exceptional coupling

https://arxiv.org/abs/2511.12037

受人工规范场驱动的光子系统中的波形态变换和平顶基态

https://arxiv.org/abs/2509.21183

高-时间耦合模式理论介电层面中的共振

https://arxiv.org/abs/2505.00396

基本的研究光子晶体板的方法

25年高-时间耦合模式理论介电层面中的共振-预测了单向导模共振的原因

https://arxiv.org/abs/2505.00396
在这项研究中，我们提出了一种耦合模理论，用于描述周期性介质超表面中准导模的共振响应。首先，我们以不变形式推导出了由能量守恒和时间反演对称性施加于时间耦合模理论参数的一组通用约束条件，这一形式允许耦合系数与解耦系数之间存在不对称性。所提出的方法被应用于镜面反射区域中由孤立准导模引发的法诺共振问题。我们的核心成果是在二维电动力学框架下，得到了无损超表面透射率中法诺共振线型的通用公式。我们考虑了超表面基本单元的所有可能对称性，并揭示了这些对称性对由孤立高 Q 模引发的法诺共振轮廓产生的影响。结果表明，所提出的方法能够准确描述光谱中稳定的反射零点和透射零点的存在，以及连续谱中束缚态的光谱特征。该方法被应用于具有不对称基本单元的超表面中的单向导共振模。研究发现，此类模式的存在及其光谱附近的透射率与理论预测一致。此外，该理论预测，单向导共振模与一种特殊类型的反向传播模是对偶的，这种反向传播模与超表面两侧的出射波耦合，但尽管如此，它仅与入射波表现出单侧耦合。

双层光子晶体板 或单层高度不一的光子晶体板 实验现在可以做

https://mp.weixin.qq.com/s/x59dO3Rm93y5zkb4ECdssA
文献DOI：https://doi.org/10.1021/acsphotonics.5c02202

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非局域超表面因其能够在扁平形态中实现定制化及增强的光与物质相互作用，而引发了广泛的研究兴趣。这类超表面的独特之处在于，其能够通过调控晶格的面内对称性，来系统性地控制光学共振的一些基本特性。近期的理论研究指出，对超表面对称性的设计不应仅局限于其平面内，还应拓展至垂直或面外方向，如此方能实现对更多基本性质（尤其是手性）的增强控制。然而，标准的纳米制造工艺难以轻易实现复杂的垂直对称性破缺，例如在超表面整个区域内刻意制造纳米结构高度或倾斜度的变化。在本工作中，研究团队通过实验展示了一种可扩展的制备方法，该利用光刻技术在刻蚀过程中选择性腐蚀掩模，从而定义了非局域超表面的垂直对称性。此外，由于刻蚀掩模的腐蚀速率取决于单个纳米结构的面内尺寸，研究团队引入并实验验证了一种与之兼容的设计框架。该框架能够实现对光学共振特性的多样化调控。这些研究成果为制备具有高度定制化行为的手性非局域超表面开辟了前景。

多重拓扑-新拓扑-再研究做激光器

https://mp.weixin.qq.com/s/ev8Nw5suXEaz-IJehFpFCg
研究团队提出了一类新的拓扑物态：“多重拓扑相”。这类拓扑物态由多个拓扑不变量共同描述，而传统的拓扑物态仅由单一的拓扑不变量表征。多重拓扑相中的多个拓扑不变量可以导致多组拓扑边界态，其体边对应关系体现为每个分立的拓扑不变量与对应的拓扑边界态之间的关联。
多重拓扑相定义在晶格体系中，并对晶格的胞间耦合作特殊约束。研究团队证明，对于每个满足此类约束的晶格，均可构造一个或多个辅助哈密顿量。这些辅助哈密顿量虽具有与原系统不同的对称性和能带结构，却能产生与原系统相同的边界态。因此，边界态的拓扑保护性源于辅助哈密顿量的拓扑特性，而这些特性在原系统中是被隐藏的。即使原系统本身处于拓扑平庸的物态，只要相关的辅助哈密顿量具有非平庸的拓扑性质，拓扑边界态即可存在并享有拓扑保护。由于辅助哈密顿量数量可以为多个，多重拓扑相可以支持多组边界态，每组边界态分别对应一个辅助哈密顿量，并与这个辅助哈密顿量的拓扑不变量相关联。

26年大面积高阶拓扑-Gauge-Tunable Uniform Delocalization of Higher-Order Topological Photonic Modes- 用于做激光器！

https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/dkvp-41zt

posted @ 2024-05-20 15:59  初心如磐使命在肩！  阅读(4)  评论(0)    收藏  举报