非互易拓扑光子学研究进展(特邀)

光的传播通常是互易的,传统的互易性光学器件面临光学衍射极限等问题,限制了其性能的进一步提升。非互易性光学器件能够实现光的单向可控传输,非互易拓扑光子态具有抗背向散射、免疫障碍物和缺陷等多种优异的物理性质,因而在光集成电路、非线性光学等多个领域具有潜在的应用价值。本文聚焦并回顾了非互易拓扑光子学的应用价值和研究进展,分别介绍了通过旋磁材料光子晶体、基于磁表面等离子激元、利用光学非线性效应和基于时间调制等不同的途径和手段实现非互易光子拓扑态的理论依据和研究进展,比较各自特点,并对其未来发展趋势和面临的关键问题进行了分析和展望。

非互易旋电材料硅基矩形波导的色散特性研究

研究设计了基于光通信C波段旋电材料的矩形波导,利用有效折射率法对波导有效折射率及横向电场分布进行求解,得到矩形波导中Emn^x导模的色散方程.研究了在外磁场作用下表面磁等离子体激元的非互易传播特性.还研究了结构参数和材料折射率对非互易色散关系、时延特性的影响.结果表明:其色散曲线随波导宽度的递增逐渐趋向平面波导;群速度vg与波导宽度、传播常数、工作波长相关;矩形波导芯区宽度在140—233.5 nm范围内的波导工艺容差较大;vg与矩形波导y方向包层材料折射率成正相关,当材料为金属银时慢光效应最明显,传输速度最小可以达到2.8×10^–3c.