2025年4月30号——最新文献——找idea
- 边界诱导手性反常体态 这篇文章是声子晶体。则在光子晶体中能否实现？ 由于是手性，能否和Rashba效应结合
- 这篇声子晶体中的边界类马约拉纳零能模，也许也可以在光子晶体中实现
- 24PRL Realization of Time-Reversal Invariant Photonic Topological Anderson Insulators 需要读
- 声子晶体中克莱因隧穿的直接观测 2020年的science论文 引用量很高
- 重要：Impact of Transforming Interface Geometry on Edge States in Valley Photonic Crystals 24年PRL 可以与谷保护安德森绝缘体结合
- 朗道彩虹 用处不大 Landau Rainbow Induced by Artificial Gauge Fields
- 布里渊区缠绕导致慢光 概念很有趣 但这篇24年PRL，是对陈绝缘体，即YIG材料，不是全介质，不知道能否推广
- 不重要：基于块体测量的晶体对称性下的带拓扑诊断 25年1月PRL 一篇实验文章：讲如何测量高阶拓扑等的拓扑不变量等
- 波导相关：也很重要，特别是超对称阵列可以用于激光器阵列锁相！
- 二维光子拓扑的普遍性
- 双曲拓扑-虽然在微波段能做实验，但从实验结果来看，edge和bulk模式很难区分，效果不好。做不了激光器
- Multiphase topological laser in double-layer hexagonal photonic crystals 用双层替代包层，优化了面积效率，对拓扑激光器可能有启发 PRA
- 一种新的拓扑绝缘体边界态，全介质。 但不是很鲁棒。 也许可以做实验，但有什么用？不是很鲁棒，也不是陈数。 【选研究方向很重要啊，选对了方向，就能发展特别好！！！】
- 这篇nature才是真正需要看的。也可以和拓扑绝缘体也结合、Rashba效应。 选对方向，未来才能发展好。 特别注意。无序辅助实-动量拓扑光子晶体
- BIC相关：
- 双层声子晶体中拓扑角态的合并 也许可以推广到光子晶体 24年12月
- 拓扑泵浦——南京大学那边的研究竟然对光通信有用！
边界诱导手性反常体态 这篇文章是声子晶体。则在光子晶体中能否实现？ 由于是手性，能否和Rashba效应结合
https://www.nature.com/articles/s41467-022-33447-x
这篇声子晶体中的边界类马约拉纳零能模，也许也可以在光子晶体中实现
https://arxiv.org/abs/2501.00749
拓扑态研究已成为固态系统以及光子晶体和声子晶体等人工结构中的一个重要课题。 其中，表现出非三维编织过程的马约拉纳零模引起了广泛的研究兴趣。 经典波中的马约拉纳零模类似物，即类马约拉纳零模（MLZMs），*来也受到了广泛关注。 然而，以前的绝大多数研究都涉及到局限于体内部涡旋的 MLZMs。 在这项工作中，我们揭示了 MLZMs 的编织规则，这些 MLZMs 在涡旋纹理的 Kekule 调制石墨烯边界周围是可调的。 我们证明，这些零维边界 MLZM 的存在受到一维边界态扎克相位的保护。 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拓扑态的编织提供了新的自由度。
24PRL Realization of Time-Reversal Invariant Photonic Topological Anderson Insulators 需要读
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.133802
声子晶体中克莱因隧穿的直接观测 2020年的science论文 引用量很高
粒子隧穿势垒的能力是量子力学系统的一个重要特性，其影响程度与势垒的特性密切相关。相比之下，克莱因隧穿可以表现出与能量势垒的宽度和高度无关的统一传输，但这种效应的直接证据仍然难以捉摸。Jiang 等人利用由介质柱周期性阵列组成的声子系统，提供了直接观察克莱因隧道效应的证据。他们观察到了声激波*乎均匀地穿过屏障，而与屏障的宽度和高度无关。这种通过控制结的大小和入射波的频率来调节效应的能力，为探索复杂的非微观物理以及信号处理和信息通信中的应用提供了一个前景广阔的*台。
https://www.science.org/doi/full/10.1126/science.abe2011
重要：Impact of Transforming Interface Geometry on Edge States in Valley Photonic Crystals 24年PRL 可以与谷保护安德森绝缘体结合
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.116901
我们研究了改变两个拓扑截然不同的山谷霍尔模拟光子晶体（VPC）之间的界面几何形状（从之字形界面到滑行面界面）如何对边缘态产生深远影响。 我们在实验中观察到从无间隙状态到间隙边缘状态的转变，同时在布里渊区内而不是边缘出现了慢光。 我们用数值模拟了光的传播，并测量了经过修饰的边缘态通过专门设计的保谷缺陷时的透射率。 反向散射的稳健性逐渐降低，这表明依赖于山谷的传输发生了中断。 我们证明了界面几何对 VPC 中无间隙边缘态的重要性。
竟然有这么多种类型的边缘态：
朗道彩虹 用处不大 Landau Rainbow Induced by Artificial Gauge Fields
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.233801
布里渊区缠绕导致慢光 概念很有趣 但这篇24年PRL，是对陈绝缘体，即YIG材料，不是全介质，不知道能否推广
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.156602
Multiple Brillouin Zone Winding of Topological Chiral Edge States for Slow Light Applications
光子切尔绝缘体以其拓扑手性边缘态（CES）而闻名，其绝对存在性由体带拓扑结构决定，但具体色散可以通过工程设计表现出各种特性。 例如，以前的理论认为边缘色散可以在布里渊区缠绕多次，从而减慢光速，这有可能克服传统慢光器件的基本限制：带宽狭窄和对制造缺陷的敏感性。 在这里，我们报告了这一想法的首次实验演示，它是通过将 CES 与共振引起的**带耦合而实现的。 我们的研究表明，具有反向散射免疫能力的杂化 CES 可在相对较宽的带宽上显著减慢速度。 因此，我们的工作为宽带拓扑慢光器件铺*了道路。
不重要：基于块体测量的晶体对称性下的带拓扑诊断 25年1月PRL 一篇实验文章：讲如何测量高阶拓扑等的拓扑不变量等
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.134.023801
拓扑间隙晶体材料是一类拓扑材料，其特征是受空间对称性保护的不变性，从而允许出现稳健的边界态。 具有晶体对称性的间隙材料的带拓扑理论上可以用对称性指示不变式来标示，例如反转对称拓扑间隙材料的 Fu-Kane 奇偶性准则。 在此，我们提出了一种测量这些不变量和诊断拓扑间隙晶体材料的方法，并在有限尺寸的二维光子晶体中进行了实验验证。 值得注意的是，这种诊断方法完全依赖于块体区域内测量到的场分布，而不需要具有完整带隙的能带图，甚至在实际材料中不存在隙内态的情况下也是如此。 我们的研究提供了一种测量对称性指标不变量的方法，并为实验诊断源于晶体对称性的各种间隙拓扑相铺*了道路。
波导相关：也很重要，特别是超对称阵列可以用于激光器阵列锁相！
24年Slow light topological photonics with counter-propagating waves and its active control on a chip这篇是光子晶体波导。引用量较高
https://www.nature.com/articles/s41467-024-45175-5
拓扑慢速光凭借其广为人知的稳健和非互易行为，展现出实现停滞光的潜力。 实现拓扑慢速光的传统方法通常涉及*带工程，而没有解开其背后的物理机制。 在这里，我们揭示了谷扭态中反传播波的存在，这是慢光拓扑光子波导的显著特征。 这些反向传播波由沿滑行对称界面的拓扑漩涡支持，为控制光的慢度提供了极大的灵活性。 我们通过改变滑行对称界面相邻涡旋之间的空间间隔来调节光的群速度。 我们还通过光激发引入非赫米提缺陷来动态控制群延迟，从而调整反向传播波的相对强度。 这项研究在硅芯片上引入了有源慢光拓扑光子器件，为拓扑光子通过缺陷传输、拓扑光物质相互作用、非线性拓扑光子学和拓扑量子光子学开辟了新天地。
这篇是Si波导阵列，有贝利联络。通过超对称（SUSY）结构实现拓扑边缘态的精确特征模式。 通过将 SUSY 搭挡绝热转换为其主要拓扑结构
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.016601
拓扑光子态为稳健的光操纵提供了引人入胜的策略，然而，由于其复杂的模式剖面，要完美激发这些拓扑特征态仍具有挑战性。 在这项工作中，我们建议通过超对称（SUSY）结构实现拓扑边缘态的精确特征模式。 通过将 SUSY 搭挡绝热转换为其主要拓扑结构，边缘模可以通过简单的单点输入被完美激发。 我们在电信波长的集成硅波导中实验验证了我们的策略，显示了宽广的工作带宽。 此外，我们还进一步应用了绝热捷径策略，通过反向设计方法加快了绝热泵过程，从而实现了快速的模式演化，并缩小了器件尺寸。 我们的方法具有通用性，有利于基于拓扑结构的或复杂的特征模式系统，从光子学和微波到冷原子和声学。
Supersymmetric quantum cascade laser array 王老师组里论文 也许可以和上一篇中的超对称阵列与量子度规结合
https://pubs.aip.org/aip/apl/article/124/11/111109/3272568
波长约为 13.4 μm 的电注入超对称（SUSY）量子级联激光器（QCL）阵列已经得到证实。 通过对具有五个激光元件的主阵列进行 SUSY 变换，构建了一个具有四个激光元件的有损超伙伴阵列。 因此，除了基本超模被限制在主阵列中之外，其他穿透超伙伴阵列的高阶超模都被抑制了。 通过对主阵列进行选择性抽运，所制造的 SUSY QCL 阵列可以在整个动态范围内发出*乎衍射极限（D.L.）的光束，横向全宽半极大值可达 11.7°，室温下脉冲工作时输出峰值功率可达 406 mW，是相同激光长度的单脊激光器功率的 3.6 倍。 此外，通过电气调节超级伙伴阵列中的增益和损耗，通过基阶和高阶超模的模式切换，实验实现了远场调谐，这与设计非常吻合。 电子远场可调性在光束转向领域的应用潜力巨大。
朗道能级做波导，已经在arxiv有人实验做了
二维光子拓扑的普遍性
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.056602#supplemental
尽管拓扑光子学的研究已经进行了十多年，但关于光子带拓扑是罕见还是丰富--即其相对普遍性--的基本问题仍未解决。在这里，我们利用对称性分析和一个包含 55 万个合成二维光子晶体的数据集，确定了 11 个*面组中稳定、脆弱和高阶拓扑的普遍性，并发现非琐碎带拓扑的普遍丰富性。在第一带隙以下和具有时间反转对称性的情况下，稳定拓扑在横向电偏振中更为普遍，对对比度的依赖性较弱，而脆弱拓扑几乎不存在。在时间逆转破碎的情况下，切尔诺绝缘相也很普遍，但在三重对称的情况下就不那么普遍了。我们的研究结果阐明了对称性和介电对比度的作用、
我读了一下这篇，看上去很有用，特别是补充材料S6节中，写了全介质体系中的稳定拓扑，讲了有两个以上的狄拉克点，就会有体边对应的拓扑边缘态，并举了一个实际例子，并且最少见的是
像这样的p2结构中会有两个狄拉克锥的存在。并且构造边界的话，会有边界态，但边界态可能有两条：
效果好像不是很好啊。
不知道这种p2结构的拓扑材料能用来做什么？可以做随机激光器吗？
双曲拓扑-虽然在微波段能做实验，但从实验结果来看，edge和bulk模式很难区分，效果不好。做不了激光器
https://mp.weixin.qq.com/s/cIxIv2S57h88auBJzCMftw
Multiphase topological laser in double-layer hexagonal photonic crystals 用双层替代包层，优化了面积效率，对拓扑激光器可能有启发 PRA
https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.110.063502#s4
拓扑光子学在光学设备设计，特别是拓扑激光器的开发方面显示出巨大潜力。 然而，现有研究主要集中在单一拓扑相上，未能充分利用多拓扑相的优势。 传统的包层型拓扑激光器需要在拓扑不同的晶体之间建立一个界面，其中一个晶体充当包层，这就降低了面积效率。 本文探讨了双层六边形光子晶体结构的单模激光特性，重点介绍了理想量子自旋霍尔（IQSH）相和自旋高阶（SHO）相。 在 IQSH 阶段，坚固的波导设计消除了对包层的需求，与以前的模型相比提高了面积效率。 此外，通过扁*化带状结构，加入垂点可进一步放大激光强度。 在 SHO 阶段，边界色散分裂，形成具有决定最终激光模式的非对称或对称特性的角态，与以前的高阶拓扑激光器相比，具有更高的可调谐性。 这篇论文推进了对拓扑相中非线性和非赫米提物理学的理论理解，优化了拓扑激光器的尺寸和功率效率，为多功能激光设备和实际光子应用铺*了道路。
紧束缚模型计算了激光器吧
一种新的拓扑绝缘体边界态，全介质。 但不是很鲁棒。 也许可以做实验，但有什么用？不是很鲁棒，也不是陈数。 【选研究方向很重要啊，选对了方向，就能发展特别好！！！】
这篇nature才是真正需要看的。也可以和拓扑绝缘体也结合、Rashba效应。 选对方向，未来才能发展好。 特别注意。无序辅助实-动量拓扑光子晶体
https://www.nature.com/articles/s41586-025-08632-9#additional-information
BIC相关：
Topological Nature of Radiation Asymmetry in Bilayer Metagratings
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.113801
在定向光学天线、高效片上激光器和相干光控制等许多光子应用中，操纵光子结构的辐射不对称性尤其令人感兴趣。 在这里，我们提出了一个伪极化术语来揭示双层元晶中辐射不对称的拓扑性质。 具有整数拓扑电荷的稳健伪极化涡旋存在于
P
-对称元晶中存在具有整数拓扑电荷的强大伪极化涡旋，允许可调的方向性从
负 1
到 1 的合成参数空间。 当
P
-对称性破缺时，这种涡旋会变成成对的
C
点，导致辐射不对称的相位差从
pi 除以 2
到
3 pi 除以 2
. 此外，在两个反向传播的外部光源之间随意定制相位差，拓扑学上实现的相干完美吸收是稳健的。 这封信不仅丰富了人们对两种特殊拓扑光子行为（即连续体中的束缚态和单向引导共振）的理解，还提供了一种关于辐射不对称性的拓扑观点，为片上激光器、光-光开关和量子发射器中的非对称光操纵开辟了一条尚未探索的途径。
*带+BIC 韩松老师
https://www.nature.com/articles/s41566-025-01665-6?sessionid=-1209419256
集成光电子技术对具有低阈值和稳定单模工作的高紧凑激光器的需求量很大。 然而，小腔中相当大的侧漏和辐射损耗会大大降低质量（Q）系数，这对追求高性能微型激光器构成了巨大障碍。 在这里，我们提出并通过实验证明了一种在连续体中补充了多个束缚态的*带激光器。 通过在所有三个维度上同时限制光，在一个横向尺寸约为 3λ 的超小型太赫兹量子级联激光腔中实现了约 1,440 的高 Q 值因子。 尽管器件尺寸较小，但场约束使得实现具有低阈值电流密度的电泵浦单模太赫兹激光器成为可能。 这种面发射激光器能发出具有良好方向性的清晰光束。 所展示的多束缚态辅助*带设计也适用于其他波段，为实现适合广泛应用的高能效、单片集成和超小型激光源提供了一条途径。
类似滑移铁电：这是滑移双层光子晶体板 BIC 2024年
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.132.073804
元表面和光子晶体彻底改变了对光的经典和量子操纵，为研究与相位和偏振态相关的各种光学奇异性打开了大门。 然而，传统的纳米光子器件缺乏可重构性，阻碍了光学奇异性的动态切换和优化。 本文深入探讨了可调谐双层光子晶体（BPhCs）这一尚未充分开发的概念，它具有丰富的层间耦合效应。 利用氮化硅双层光子晶体，我们展示了可调谐的双向和单向偏振奇异性以及时空相位奇异性。 利用这些可调奇异性，我们实现了对连续态中的束缚态、单向引导共振以及纵向和横向轨道角动量的动态调制。 我们的工作为偏振和相位的多维控制铺*了道路，启发了超快光学、光电子学和量子光学的新方向。
拓扑边缘态BIC：单层的简单结构就可以实现 2025年 可以放入光子晶体激光器
连续体中的束缚态（BIC）是具有极高灵敏度和固有脆弱性的特殊共振。引入拓扑概念可以增强BIC对扰动的抵抗力；然而，现有的拓扑BIC（TBIC）通常依赖于复杂的策略。在这里，我们探讨了由对称性支配的TBIC的普遍性。不同的对称性自然地将波态分离到非耦合的Hilbert子空间中，从而在每个子空间中实现独立的拓扑带结构工程。这导致了丰富的拓扑特征，包括TBIC、拓扑Fano共振，甚至奇异的TBIC（eTBIC）。有趣的是，eTBIC继承了拓扑状态和BIC的核心属性，从而表现出负直觉行为——既有很强的免疫力，也有很高的敏感性。我们使用声学单层拓扑波导在概念上和实验上证明了这一点，揭示了传输光谱中的奇异行为，其中体被“静音”，eTBIC被识别出来。
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.134.206601#fulltext
拓扑BIC的极端各向异性灵敏度观测
在波动物理中，连续谱中的束缚态（BIC）是一类反直觉的局域态，尽管它们嵌入在扩展状态的连续谱中，却具有极长寿命。自最初在量子力学中被提出以来，BIC已在电磁、声学与水波等系统中广泛发现。其形成机制包括：对称性不匹配、坐标变量分离以及参数调控等。由于其与外界波动解耦，BIC表现出极高Q因子。这为潜在的高性能传感应用提供了极高的灵敏度，但也使其易受制造缺陷的影响。随着拓扑物理在凝聚态、光学与声学系统中快速发展，拓扑态的引入为提升BIC的鲁棒性提供了新机遇。拓扑边界态（TES）天然具有一定的抗缺陷能力，拓扑与BIC的融合不仅拓展了体-边界对应关系，也为BIC提供了内禀保护。目前的TBIC研究主要有两种路径：一种是通过镜像叠加构建双层系统，继承了原系统的拓扑性质；另一种则是在高阶拓扑结构中引入零维角态。然而，这两类方法均依赖高维复杂系统，且对TBIC的应用潜力关注较少。
*日，同济大学王旭副教授和李勇教授团队提出了通过对称性诱导的模态正交性来构造TBIC的通用机制，并以结构简单的单层拓扑声波导为例，实验验证了该机制的有效性。在该系统中，不同模态因对称性而自然分属两个不可耦合的子空间，实现能带结构的独立调控。以这种方式构建的 “奇异”TBIC在其透射谱中编码了极端各向异性，对特定扰动表现出高灵敏度，同时对其他扰动保持稳健。该研究结果将丰富拓扑物理和 BIC 的研究意义。
相关内容发表于《Physical Review Letters》上。（金梦成）
双层声子晶体中拓扑角态的合并 也许可以推广到光子晶体 24年12月
https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.133.236603
合并连续体中的束缚态（BICs）在波操纵方面具有重大前景，因为与孤立的BICs相比，它能提供超高的Q系数。然而，关于连续体中拓扑束缚态合并（TBICs）的研究在很大程度上仍未得到探索。在这封信中，我们通过一种合成方法，介绍了一种制作合并高阶 TBIC 的直接结构，即连续体中的合并拓扑角态（MTCIC）。两个相同的拓扑绝缘体在体带内支持拓扑角态，它们被镜像堆叠在一起。当层间耦合发生变化时，从单层继承的特征态会发生能谱移动而不会发生杂化，从而导致 MTCIC 的出现。通过声学晶体，我们在实验中识别并描述了 MTCIC。结果表明Q因子和增强的稳健性。
浙公网安备 33010602011771号