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(wěn)定拓撲的形成機制，并實現(xiàn)了光子晶體的有效信息編碼。

實—動量空間拓撲光子晶體效果示意圖

　　在連續(xù)域束縛態(tài)(BIC)中引入有效的無序信息而不破壞BIC的拓撲特性是拓撲光學領(lǐng)域中的一個重要挑戰(zhàn)。為了解決這一問題，宋清華團隊聯(lián)合新加坡國立大學教授仇成偉、洛桑聯(lián)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(lǐng)域的應(yīng)用開辟了新的方向。這一創(chuàng)新性研究，有望推動光子芯片等微納光學器件的發(fā)展，并可應(yīng)用于高穩(wěn)定性高容量的光通信技術(shù)、高維量子糾纏技術(shù)、生物粒子的精細光學操控等多個領(lǐng)域。

具有對結(jié)構(gòu)微擾免疫的拓撲共振模式。其電場分布在結(jié)構(gòu)中心呈現(xiàn)一個奇點，相位分布具有非平庸拓撲荷，不受結(jié)構(gòu)微擾的影響

BIC處實現(xiàn)波前調(diào)控。通過幾何相位編碼形成的全息圖具有寬帶特性(上)，而由BIC拓撲產(chǎn)生的渦旋光具有窄帶特性

　　相關(guān)研究成果以“無序輔助的實動量拓撲光子晶體”為題在線發(fā)表于《自然》(Nature)雜志。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(xiàn)為洛桑聯(lián)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(lián)邦理工大學博士后張哲為論文共同第一作者。

《自然》(Nature)網(wǎng)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(lián)合團隊取得拓撲光學新突破 有望推動光子芯片等微納光學器件發(fā)展》