基于SSH模型拓扑边界态和角态的实现

拓扑光子学的研究在光学通信领域具有重要的研究意义。为了实现拓扑边界态和角态,基于Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型,构建了二维正方形光子晶体结构,通过有限元软件仿真计算了该结构的能带,分析了对应的模式和拓扑相位。在此基础上实现了具有拓扑保护性质的边界态和角态,产生了相对带隙宽度为35%的较宽带隙,并通过频域仿真,验证了拓扑边界态具有单向传输特性和抗干扰的能力,拓扑角态能够把光波约束在角点的位置。结果表明:基于SSH模型设计的光子晶体结构能够实现高性能的拓扑边界态和角态,具有设计简单,容易实现的特点。

拓扑激光器研究进展(特邀)

随着拓扑光子学的发展,对缺陷、微扰等具有鲁棒性的拓扑边缘态、拓扑角态的发现革新了半导体激光器,并且推动了拓扑激光器的发展。首先,回顾了近几年拓扑激光器的发展历程,以及不同拓扑激光器的原理;其次,分析了各类拓扑激光器的最新实现,并且解释了拓扑边缘态、拓扑角态的基础物理。在这些实验中,拓扑激光器的模式是由介质结构决定,并通过光学增益来激发激光。分析表明拓扑角态相比于拓扑边缘态具有强局域性、小模式体积,因此基于拓扑角态的拓扑激光器更高效,阈值更低,这为未来的光子集成芯片提供了可能;最后,展望了拓扑激光器面临挑战和潜在的应用方向,有助于探索更实用的拓扑激光器。

拓扑半导体激光器研究进展

受凝聚态物理中拓扑相概念的启发,拓扑光子学这一研究领域应运而生.它提供了一种新颖的光场调控机制:缺陷免疫且背散射抑制的边界输运、自旋轨道依赖的选择性传输、高维度光场调控等.同时,拓扑边界态、拓扑角态和拓扑缺陷态的发现推动着拓扑半导体激光器的产生和发展.本文回顾了拓扑半导体激光器的研究进展,分析了各种拓扑半导体激光器的原理和结构,以及拓扑边界态、角态和缺陷态的物理基础.相比拓扑边界态和拓扑角态,基于拓扑缺陷态的谐振腔具有大自由光谱范围、小远场发散角以及矢量光场输出等特性,对应的拓扑半导体激光器功率更高,鲁棒性更好.拓扑半导体激光器对激光雷达、激光打印、光子集成等应用具有深远的影响.