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【1423期】南开团队非线性拓扑光子学领域再获进展
来源: 南开大学报 发稿时间:2021-11-15 14:26

◆非线性调控连续谱中的高阶拓扑态。a-b分别为强非线性和弱非线性调控下的示意图;c-e分别为线性拓扑 角态模式、弱自聚焦和强自聚焦非线性条件下的实验结果。

  本报讯(通讯员 宋道红)人们对自然界中物质相和物态调控的研究是不断深入的。近年来,拓扑绝缘体的研究打破了人们对传统体—边对应原理的认知,发现了一种不同于传统拓扑相的新型拓扑绝缘体—高阶拓扑绝缘体(HOTI)。此外,连续谱中的束缚态(BIC)也一直是研究者们关注的前沿课题。那么,很自然的问题是,高阶拓扑态和连续谱中的束缚态是否有关系?非线性与该类拓扑结构的相互作用又具有怎样的动力学过程?这些问题的探索对基础物理概念的理解和开发新颖光子学器件都有重要意义。

  日前,我校物理科学学院/泰达应用物理研究院陈志刚、许京军教授领导的课题组与克罗地亚萨格勒布大学、加拿大国立科学研究院的课题组合作研究,首次从实验和理论上研究了一种具有特殊对称性的拓扑晶格,展示了HOTI与BIC的有机结合以及非线性对属于非带隙束缚态的高阶拓扑态的有效调控。发现了弱非线性条件下,高阶拓扑角态与拓扑边界态之间的相互转化以及强非线性作用下,拓扑角态到空间孤子的演化。该工作不仅启发了人们对高阶拓扑物理中非线性效应的认识,也为利用高阶拓扑态实现新型拓扑光腔带来前景。介绍该研究成果的论文在线发表在国际顶尖学术期刊Light:Science & Applications上。

  南开大学为论文第一完成单位,我校博士生胡志婵、南开大学/加拿大国立科学研究院的博士后D.Bongiovanni为论文共同第一作者。我校讲席教授陈志刚、南开大学特聘教授/克罗地亚萨格勒布大学教授H.Buljan为论文共同通讯作者。该工作的合作者还包括:我校教授宋道红、加拿大国立科学研究院教授R.Morandotti等。

  相关工作得到了国家科技部重点研发计划项目、国家自然科学基金委项目的资助。

  据悉,该课题组近两年在非线性拓扑光子学前沿领域的研究取得了一系列重要进展,相关工作相继发表在Science、Light:Science & Applications、Physical Review Letters等国际顶尖学术期刊上。

  又讯 近日,物理科学学院陈志刚教授课题组特聘外籍助理研究员D.Bongiovanni与国际合作团队一起,首次从理论上提出了一种孤子阵列非线性相互作用驱动下的动态拓扑相变模型,揭示了该动力学过程中“演生型”拓扑相变的产生以及伴随的拓扑边界态的“产生”和“消失”现象。该工作创新地将非线性孤子态与非平凡拓扑相联系起来,演示了一种典型的“演生型”非线性拓扑物理现象,进一步启发了人们对非线性与拓扑光子学之间相互作用的认识。

  10月29日,该研究成果在线发表在国际顶尖期刊Physical Review Letters上。南开大学为论文第一完成单位,我校外籍博士后D.Bongiovanni为第一作者。南开大学特聘教授/克罗地亚萨格勒布大学教授H.Buljan、我校讲席教授陈志刚为论文共同通讯作者。该工作的合作者还包括我校教授胡毅、宋道红和博士生胡志婵等。

编辑:吴军辉

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