超构光学是一门研究人工亚波长超结构并有控制地得到具有预想光学/电磁功能的光学学科方向。近年来,超构光学在光场调控新物理、微纳光学新器件应用等方面呈现出百花齐放的局面。作为其中一个分支,拓扑光学经过多年发展,已逐渐从光学理论迈向器件应用,同时更多深层次的物理原理研究仍在继续。
中山大学物理学院、光电材料与技术国家重点实验室董建文教授课题组长期深耕于超构光学领域理论与实验研究,在国际上较早地开展拓扑光学领域研究。最近,他们结合最新研究成果,系统而全面地总结了拓扑光子晶体物理与应用的发展历程,并初步展望了该领域的未来方向。相关成果以题为“Topological photonic crystal: physics, designs and applications”(全文共30页,涉410篇领域文献),于2022年2月15日在Laser & Photonics Reviews上发表长文综述。该杂志是中科院物理类一区杂志。
该论文系统介绍了不同维度、不同拓扑相的拓扑光子晶体的物理原理、设计方法,以及应用研究。在回顾一维、二维、三维拓扑光子晶体的同时,讨论了包括高阶拓扑、连续域束缚态、合成维度、等效规范场等多种光子晶体的最新研究进展。同时,还回顾了拓扑光子晶体中模式鲁棒性,介绍了拓扑光子晶体应用于谐振器、滤波器、激光器等被动/主动器件,以及应用于非厄密光学、非线性光学、量子光学等领域中的最新研究成果。文章由中山大学物理学院2019级博士研究生汤国靖、博士后何辛涛作为共同第一作者,陈晓东副教授、董建文教授为共同通讯作者。上述工作得到了国家基金重点项目、科技部重点研发项目、广东省基金重大培育项目、广州市科技计划重点项目、以及所在单位的支持。
相关文章详细链接如下:https://doi.org/10.1002/lpor.202100300。