拓扑不变量|南开大学科学家成功制备非线性调控高阶拓扑态( 二 )
重要发现
实验中，研究人员在非线性光折变晶体铌酸锶钡（SBN）中采用连续激光直写技术成功制备出具有边界的2D SSH拓扑光子晶格 。“拓扑晶格本身可以具有不同的晶格对称性，比如我们这个工作用的是二维SSH光子晶格，几何结构具有四重旋转对称 。”陈志刚解释说，这种晶格的特殊不仅在于它具有几何旋转对称，还具有所谓的手性对称性（chiralsymmetry） 。而二维SSH光子晶格的四重旋转对称性和手性对称性的并存，是该体系中高阶拓扑态成为连续谱束缚态的关键 。
“局域态通常只存在于晶格体系的带隙中，我们的工作从实验上演示了如何通过设计拓扑晶格的对称性实现连续谱（无带隙）局域态，并且发现在非线性条件下高阶拓扑角态能够被独立激发而不与体态耦合 。” 南开博士生，该工作第一作者胡志婵说，这一发现对利用高阶拓扑角态设计和实现高品质因子的拓扑光腔等光子学器件具有广阔的实际意义 。
此前，该课题组就已经在《科学》发文阐述过，自然界中存在无数的新奇现象，有的源于体系的拓扑性或是对称性，有的源于材料的非线性，但要找到一种能赋有多种特性的天然材料或是实体存在的物质体系却非常困难 。“而这项研究就是一个利用人工材料探索高阶拓扑，晶格对称，和光学非线性相互作用规律的一个典例 。不仅会推动非线性拓扑光子学的发展，对其它学科如凝聚态物理和材料科学相关的基础研究都有一定的借鉴作用 。对利用高阶拓扑光腔开发新型半导体激光器也有深远影响 。”陈志刚表示 。
接下来，研究人员还将集中精力继续深入研究怎样将高阶拓扑“角态”设计在晶格体内，怎样利用合成维度实现高维拓扑态，怎样利用高阶拓扑态实现拓扑光腔不同模式的激射 。（袁一雪 胡志婵）
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