我校庄松林院士领衔的未来光学实验室、超快非线性光学创新团队程庆庆教授联合南京大学、中山大学、澳大利亚国立大学和以色列理工学院，创新地提出非傍轴引发的非对称拓扑输运，成果发表在国际顶级刊物《自然·通讯》（Nature Communications）上。该成果的发表为新型集成光子学元件研究提供了新途径，同时为非傍轴光子拓扑的研究提供了新平台，使得波导阵列具备广阔的应用前景和作为基础研究平台的学术价值。
近些年来，随着凝聚态物理在拓扑相领域取得一系列重大进展，如拓扑超导体、Dirac半金属、Weyl半金属和Node-Line半金属等，使得拓扑的自由度倍受广泛关注。相比于在光子幅度、频率、相位、偏振和角动量等固有自由度光场调控中的优异性能，拓扑相在背散射抑制且对缺陷免疫、偏振依赖以及高维拓扑输运等性质能进一步优化集成光子芯片的互连性能。因此拓扑自由度和拓扑输运的出现为光场调控提供了全新途径，为光子互连提供新技术的支撑。该研究将传播常数和耦合系数调制同时引入至波导阵列中，开展因电磁场含时演化快慢引发的傍轴和非傍轴问题的研究，搭建Rice-Mele模型化波导阵列并借助微波近场测试手段以探索非傍轴和傍轴条件下拓扑的新机制。该论文引入传播常数调制至波导阵列的设计中将引起电磁场演化的含时变幻，从应用层面上，引发傍轴和非傍轴条件能否将拓扑态联结至集成芯片的光子互联中。从物理层面上，引发非傍轴光子体系中如何刻画电磁场演化的基本问题，该体系研究具备丰富的物理内涵。
本论文的第一作者包括上海理工大学程庆庆教授、南京大学王怀强副研究员、中山大学柯勇贯副教授；通讯作者包括澳州国立大学Yuri Kivshar教授、中山大学李朝红教授、以色列理工学院潘义明博士。
论文链接：https://www.nature.com/articles/s41467-021-27773-9
供稿：光电学院
