拓扑光子学研究进展

受凝聚态中拓扑相和拓扑相变概念的启发,一种基于拓扑能带论的新的研究领域--拓扑光子学正在兴起,它突破了传统基于实空间光场叠加原理和倒空间固体能带色散理论的光场调控思想,提供了一种新颖的光场调控机制和丰富的输运和光操控性质.例如,背散射抑制且缺陷免疫的边界输运特性、自旋轨道依赖的选择传输特性、高维度的光场调控等.本文将从拓扑光子体系的维度出发,简要介绍不同维度中的拓扑模型、新奇物理现象以及相应的物理图像,如SSH模型、光量子霍尔效应、光量子自旋霍尔效应、Floquet拓扑绝缘体、三维拓扑绝缘体等;结合当前的研究热点,对光子学领域的其他先进拓扑平台也进行了简要的讨论,如高阶拓扑系统、非厄米拓扑系统、非线性拓扑系统等;本文的最后,对相关领域的发展现状、优势与挑战进行了相应的总结与展望.