南開大學研究團隊在非線性拓撲光子學領域再獲重要進展
發布時間：2021.09.07 閱讀次數：
日前，南開大學物理學院/泰達應用物理研究院陳志剛、許京軍教授領導的課題組與克羅地亞薩格勒布大學、加拿大國立科學研究院的課題組合作研究，發現了弱非線性條件下高階拓撲角態與拓撲邊界態之間的相互轉化以及強非線性作用下拓撲角態到空間孤子的演化。
該研究不僅啟發了人們對高階拓撲物理中非線性效應的認識，也為利用高階拓撲態實現新型拓撲光腔帶來前景。研究成果近期在線發表在國際頂尖期刊《光：科學與應用》上。
非線性調控連續譜中的高階拓撲態。a-b分別為強非線性和弱非線性調控下的示意圖；c-e分別為線性拓撲角態模式、弱自聚焦和強自聚焦非線性條件下的實驗結果（受訪者供圖）
近年來，拓撲絕緣體的研究打破了人們對于傳統體-邊對應原理的認知，發現了一種不同于傳統拓撲相的新型拓撲絕緣體-高階拓撲絕緣體(HOTI)。此外，連續譜中的束縛態（BIC）也一直是研究者們關注的前沿課題。
那么，高階拓撲態和連續譜中的束縛態是否有關系？非線性與該類拓撲結構的相互作用又具有怎樣的動力學過程？這些問題的探索對基礎物理概念的理解和開發新穎光子學器件都有重要意義。
課題組首次從實驗和理論上研究了一種具有特殊對稱性的拓撲晶格，展示了高階拓撲絕緣體(HOTI)與束縛態（BIC）的有機結合以及非線性對屬于非帶隙束縛態的高階拓撲態的有效調控。發現了弱非線性條件下高階拓撲角態與拓撲邊界態之間的相互轉化以及強非線性作用下拓撲角態到空間孤子的演化。
據悉，該課題組近兩年在非線性拓撲光子學前沿領域的研究取得了一系列重要進展，相關工作相繼發表在《科學》《光：科學與應用》《物理評論快報》等頂尖學術期刊上。
