近日，清華大學深圳國際研究生院副教授宋清華、研究員李勃，清華大學材料學院教授、中國工程院院士周濟與合作者首次提出一種實動量拓撲光子晶體的概念，揭示了無序中穩定拓撲的形成機制，並實現了光子晶體的有效資訊編碼。

實—動量空間拓撲光子晶體效果示意圖

　　在連續域束縛態(BIC)中引入有效的無序資訊而不破壞BIC的拓撲特性是拓撲光學領域中的一個重要挑戰。為了解決這一問題，宋清華團隊聯合新加坡國立大學教授仇成偉、洛桑聯邦理工大學教授羅曼·弗勒里(Romain Fleury)首次提出了一種實動量拓撲光子晶體的概念，該研究提出了無序輔助的實動量拓撲光子晶體，為拓撲光學領域的應用開闢了新的方向。這一創新性研究，有望推動光子晶元等微納光學器件的發展，並可應用於高穩定性高容量的光通信技術、高維量子糾纏技術、生物粒子的精細光學操控等多個領域。

具有對結構微擾免疫的拓撲共振模式。其電場分佈在結構中心呈現一個奇點，相位分佈具有非平庸拓撲荷，不受結構微擾的影響

BIC處實現波前調控。通過幾何相位編碼形成的全息圖具有寬頻特性(上)，而由BIC拓撲產生的渦旋光具有窄帶特性

　　相關研究成果以“無序輔助的實動量拓撲光子晶體”為題在線發表於《自然》(Nature)雜誌。宋清華、仇成偉、羅曼·弗勒里為論文通訊作者，深圳國際研究生院科研助理秦昊燁(現為洛桑聯邦理工大學博士生)為論文第一作者，深圳國際研究生院2022級博士生蘇增平和洛桑聯邦理工大學博士後張哲為論文共同第一作者。

《自然》(Nature)網站論文截圖

　　本文來源|中國教育報2025年3月24日01版，原標題《清華聯合團隊取得拓撲光學新突破 有望推動光子晶元等微納光學器件發展》