Antihelical Edge States in Two-dimensional Photonic Topological Metals
拓扑边态是拓扑光子学的核心。在这里，我们介绍了时间反演对称拓扑金属的反螺旋边缘状态，并提出了一个光子实现的各向异性耦合环形谐振器的正方形晶格中，顺时针和逆时针模式发挥的作用的赝自旋。反螺旋边缘态沿着正方形晶格的对角方向稳健地传播：相同（相反）的赝自旋在平行的晶格边界上以相同（相反）的方向共同传播;不同的赝自旋在对角处分离和会聚。在金属-绝缘体相变下，拓扑金属相中的反螺旋边态转变为拓扑绝缘相中的螺旋边态。反螺旋边缘状态提供了一种独特的拓扑保护的鲁棒的光传输适用于拓扑纯化的方式。我们的发现为拓扑光子学和超材料创造了新的机会。
2023-02-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Azimuthally unidirectional transport of energy in magnetoelectric fields. Topological Lenz effect
磁偶极模（MDM）是准二维铁氧体圆盘中的微波能量本征态振荡，具有拓扑上不同的旋转场结构和单向功率流循环。乍一看，这似乎违反了角动量守恒定律，因为嵌入铁氧体样品的微波结构是机械固定的。然而，角动量被看作是保守的，如果在整个微波结构中的电磁场的拓扑性质被考虑在内。在本文中，我们表明，由于MDM共振铁氧体样品中的能量的方位角单向传输的拓扑作用，在放置在该样品附近的金属屏幕上存在相反的拓扑反应。我们称这种效应为拓扑Lenz效应。拓扑楞次定律适用于相反的拓扑电荷，一个在铁氧体样品中，另一个在金属屏幕上。MDM起源于近场，即磁电（ME）场，在金属上感生螺旋表面电流和有效电荷。由这些电流和电荷形成的场将与它们的起因相反。
2017-01-18 cond-mat.mes-hall physics.class-ph physics.optics
Two-Dimensionally Confined Topological Edge States in Photonic Crystals
提出了一种支持二维螺旋拓扑边缘态的全介质光子晶体结构。系统的拓扑性质受晶体参数的控制。不同能带拓扑的两个区域之间的界面引起限制在电介质板中的拓扑边缘状态，其在没有反向散射的情况下围绕尖角传播。三维时域有限差分计算表明，这些边缘被限制在平面外的方向上的全内反射。这种纳米级光子晶体结构可以实现光子边缘态和量子发射体之间的强相互作用。
2016-05-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Ultrafast manipulation of magnetic skyrmions by microwave fields
School of Materials and Physics, China University of Mining and Technology（中国矿业大学材料科学与工程学院）；Center for Quantum Matter, School of Physics, Zhejiang University（浙江大学物理学院量子物质研究中心）
本文研究了由圆极化微波诱导的反法拉第效应驱动的磁Skyrmion惯性动力学，通过在Thiele方程中引入惯性质量项，并解析推导出微波诱导的磁场和力，揭示了连续波与脉冲激发下的不同动态模式，展示了Skyrmion惯性如何使轨迹从平滑螺旋变为多边形轨道，并揭示了系统固有弛豫动力学。
2026-05-18 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
A Non-topological Extension of Bending-immune Valley Topological Edge States
本研究通过调控C₆对称晶体的P对称破缺程度发现，谷边缘态的抗弯曲传输鲁棒性源于K/K'点的局域动量热点而非拓扑特性，提出非拓扑谷边缘态概念，统一解释相关边缘模特性并拓展菱形晶格设计。
2023-06-05 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological edge states in all-dielectric square-lattice arrays of bianisotropic microwave resonators
本研究利用双各向异性介质谐振器的镜像对称性破缺在方形晶格中打开带隙，通过实验与数值模拟验证了两类界面的拓扑边缘态及其鲁棒传播特性，建立格林函数模型分析其拓扑性质，为相关光学/微波结构设计提供新思路。
2025-02-24 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Microwave Photon Number Resolving Detector Using the Topological Surface State of Superconducting Cadmium Arsenide
光子数分辨探测器在量子光学中起着核心作用。解决微波频率范围内吸收光子数量的关键挑战是找到一种合适的材料，该材料不仅提供用于吸收低能光子的适当能带结构，而且还提供检测离散光电子激发的手段。为此，我们建议使用具有拓扑半金属表面态的超导砷化镉（Cd3As2）作为探测器来测量吸收光子后的温度增益。表面电子吸收入射的光子，然后通过热量将多余的能量转移到超导体的声子模式。温度增益可以通过测量零偏压体电阻率的变化来确定，这不会显著影响晶格动力学。此外，所获得的温度增益与所吸收的光子的数量离散地成比例，从而实现光子数分辨功能。在这里，我们将计算温度升高作为吸收光子的数量和频率的函数。我们还将推导出从表面电子到体声子的热传递过程的时间尺度。我们将特别说明，传输过程足够快，可以忽略散热损失。
2021-04-17 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.ins-det
Stable topological edge states in a non-Hermitian four-band model
我们引入了一个一维非埃尔米特四带紧束缚晶格系统。我们发现稳定的拓扑边缘状态的粒子洞和宇称时间对称性的保护。我们发现，拓扑相出现在系统中。我们讨论了系统也可以用作拓扑激光器，如果在一个单位单元中的增益和损耗的位置是明智的安排。
2018-07-04 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
A Topological Directional Coupler Fed by Microstrip Line with Configurable Coupling Coefficient
拓扑波导因其优良的抗缺陷传输特性以及在微波和太赫兹集成电路中的应用潜力而受到广泛的研究。本文提出了一种基于接地平面谷霍尔光子拓扑绝缘体的耦合系数可配置的微带线直接馈电的高效拓扑定向耦合器，并进行了实验验证。拓扑定向耦合器由两个耦合拓扑波导组成，可以直接与微带电路集成。通过配置两个拓扑波导之间的耦合来实现不同的耦合系数。仿真和测量都证明了所提出的设计。此外，所提出的设计适用于微波和太赫兹频段。
2022-10-08 physics.app-ph physics.optics
Floquet topological insulators with hybrid edges
拓扑边缘态是指在破坏系统对称性的效应作用下，在周期性材料的边缘处形成的具有特定简并的模谱，如狄拉克点。特别是，在Floquet拓扑绝缘体单向边缘状态出现时，由于动态调制的基础晶格势的有效时间反演对称性的分裂。然而，这样的状态通常是报告某些简单的晶格终端，例如，在锯齿形或胡子的边缘蜂窝晶格。在这里，我们表明，非常规的拓扑边缘状态可能存在于Floquet绝缘体的螺旋波导阵列的基础上与混合边缘涉及交替曲折和扶手椅段，即使后者是长的。这种边缘状态出现在第一布里渊区的最大部分，并通过缺陷时显示拓扑保护。在混合边缘的拓扑状态持续存在的聚焦非线性的材料。我们的结果可以推广到其他类型的晶格和物理系统，他们解除了一些限制与晶格终端，可能不支持边缘状态，在没有影响打破系统的时间反转对称性和扩大的几何形状的多样性，其中拓扑绝缘体可以构建。
2022-12-10 cond-mat.mes-hall nlin.PS physics.optics
Nonlinear topological edge states, topological gap solitons, and self-induced topological edge states in nonlinear Su-Schrieffer-Heeger circuit lattices
Xidian University（西安电子科技大学）
利用电路强可调非线性，系统研究非线性SSH晶格中的局域态，发现具有线性拓扑边缘态特征的新型自诱导拓扑边缘态，其存在具有边界诱导的功率阈值。
2026-06-06 nlin.PS physics.optics
Engineering topological edge states in two dimensional magnetic photonic crystal
基于微扰方法，我们提出了一种简单有效的方法来设计二维磁性光子晶体的拓扑边缘态。微结构中的拓扑边缘态可以通过改变微结构的参数来构造和改变，根据布洛赫态在相关布洛赫波矢处的场能量分布。通过三个具体算例的精确数值计算，验证了所提方法的有效性。我们的方法使拓扑边状态的“可设计的”。
2017-12-27 physics.optics
Near-Visible Topological Edge States in a Silicon Nitride Platform
本文在氮化硅环形谐振器阵列中实现了约780 nm近可见光波段的光子拓扑边缘态，验证了其对制备无序的拓扑保护，为近可见光非线性和非厄米拓扑光子学奠定了基础。
2024-04-01 physics.optics
Edge-state influence on high-order harmonic generation in topological nanoribbons
本研究采用紧束缚方法分析有限拓扑纳米带的高次谐波产生，发现带隙闭合后短边出现的两个边缘态的能量随参数变化的交叉与免交叉特征会影响高次谐波谱，揭示了拓扑边缘态与高次谐波的关联。
2021-03-26 cond-mat.mes-hall physics.atom-ph physics.optics
Microwave magnetoelectric fields: An analytical study of topological characteristics
磁偶极模（MDM）振荡的准二维铁氧体小圆盘的近场是对称性破缺的场。数值研究表明，这种场，称为磁电（ME）场，是由功率流涡和螺旋度参数[E。O.卡梅涅茨基河Joffe和R. Saught，Phys.Rev.E87，023201（2013）]。这些数值研究可以很好地解释最近的实验结果与MDM铁氧体磁盘。在本文中，我们得到了解析的ME场模式的拓扑特征。为此，我们使用逐次逼近法。在第二近似中，我们考虑到一个开放的铁氧体磁盘，这是排除在第一近似解决的静磁（MS）谱问题的边缘区域的影响。基于解析方法，我们得到了MDM铁氧体圆盘外电场和磁场的“纯”结构。分析研究可以显示一些基本的功能，是不可观察的数值结果。虽然在数值研究中，一个不能分开的ME场从外部的电磁（EM）辐射，目前的理论分析可以清楚地区分本征拓扑结构的ME场。重要的是，这种ME场结构提供了某些现象的证据，这些现象可能与Tellegen和双各向异性耦合效应有关。讨论了MDM铁氧体圆盘是否具有交叉磁电极化率特性的问题。
2015-12-17 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Spontaneous topological pumping in non-Hermitian systems
我们在非厄米系统中引入调制不稳定性来研究拓扑边态的态转换。我们证明了非厄米系统中的态转换导致拓扑抽运，这是一种将拓扑边态从一边转移到另一边的方式。与厄米特系统相反，拓扑泵浦可以在非厄米特系统中自发发生。
2019-02-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.str-el physics.optics
Rotating topological edge solitons
研究了旋转Su-Schrieffer-Heeger波导阵列中拓扑边缘孤子的形成，发现散焦非线性可将旋转移出的边缘态移回拓扑间隙，揭示了丰富的分岔结构及稳定性。
2023-02-01 nlin.PS physics.optics
Topological edge solitons in \{chi}(2) waveguide arrays
研究了在Su-Schrieffer-Heeger（SSH）波导阵列中拓扑非平凡位相中chi（2）拓扑边缘孤子的形成.我们考虑边缘孤子，其基频（FF）分量属于拓扑禁带，而相位失配决定了二次谐波（SH）分量是否落入SH波频谱的拓扑禁带或平凡禁带。发现了两种有代表性的边缘孤子，一种是无阈值的，由FF分量的拓扑边缘态分叉而成，另一种是存在于功率阈值以上的，由SH分量的拓扑边缘态发散而成。这两种类型的孤子都可以是稳定的。它们的稳定性、局域化程度和内部结构强烈依赖于FF波和SH波之间的相位失配。我们的研究结果为利用参量波相互作用控制拓扑非平凡态开辟了新的前景。
2022-11-10 nlin.PS physics.optics
Observation of fractional topological numbers at photonic edges and corners
物质的拓扑相具有奇异的边缘态。然而，虽然Jackiw和Rebbi很久以前就预测了边的分数拓扑数，但在拓扑光子系统中仍然难以实现。在这里，我们报告的分数拓扑数的观察在拓扑的边缘和角落的一维和二维光子晶体。分数拓扑数是通过测量光子局域态密度来确定的。在一维光子晶体中，当光子带隙发生拓扑跃迁时，光子晶体边缘的分数拓扑数从0迅速变化到1/2，证实了Jackiw和Rebbi的预言.在二维系统中，我们发现在不同的光子带隙相位下，角区的分数拓扑数从0变化到1/2和1/4。我们的研究为光子学中分数量子数的拓扑操纵铺平了道路。
2022-11-21 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Topological slow light via coupling chiral edge modes with flat bands
光子拓扑绝缘体中的手征边缘模具有实现具有拓扑保护的慢光波导的巨大潜力。增加手征边缘模在布里渊区周围的缠绕可以产生具有超低群速度的宽带拓扑慢光。然而，这种效果通常需要在晶格边缘周围的相对较大的区域上进行仔细的修改。本文提出了一种简单而通用的通过手征边缘模与平坦带耦合实现宽带拓扑慢光的方案。在这种方法中，不需要在拓扑格内部进行修改。相反，只有几个额外的谐振器，支持平带需要连接在晶格边缘。我们证明了我们的想法数值使用旋磁光子晶体，这是准备在微波频率进行测试。
2020-11-28 physics.app-ph physics.optics
Edge Solitons in Lieb Topological Floquet Insulators
本文描述了螺旋波导连续错位Lieb阵列中的拓扑边缘孤子。该结构的线性Floquet谱的特征在于存在两个拓扑间隙，其中存在边缘态。聚焦非线性使拓扑边缘孤子族从线性边缘态分叉。这样的孤子沿着阵列的边缘和跨过阵列的边缘都是局部化的。由于边缘态的传播常数对布洛赫动量的非单调依赖性，人们可以构造沿着同一边界在不同方向上传播或不移动的拓扑边缘孤子。这使我们能够研究在相反方向上移动的边缘孤子的碰撞。这样的孤子总是互相穿透，没有明显的辐射损失，但是，它们表现出依赖于初始相位差的空间位移。
2020-03-22 nlin.PS physics.optics
Observation of edge solitons and transitions between them in a trimer circuit lattice
针对电路晶格中边缘孤子观测及转变的难题，本文通过在三聚体电路晶格中实现猝灭动力学，实验展示了拓扑非平庸与平庸边缘孤子及其转变，为非线性拓扑系统的研究提供新途径。
2025-08-01 nlin.PS physics.optics
Bulk-edge correspondence and trapping at a non-Hermitian topological interface
在厄米系统中，根据体-边对应，两个具有不同体拓扑数的拓扑光学介质的界面意味着边态的存在，边态可以在界面处捕获光。然而，当处理非厄米特系统时，可能会违反这样的一般情况。在这里，我们表明，接口两个半无限的Hatano-Nelson链与不同的散装拓扑数可以导致存在无限多的边缘（接口）状态，但光波不能而一般被困在接口。
2021-12-19 cond-mat.str-el physics.optics quant-ph
Topological Floquet edge states in periodically curved waveguides
研究了用调制的Su-Schrieffer-Heeger模型描述的周期弯曲光波导阵列中的Floquet边缘态。除了散装边缘对应，我们的研究探讨了频带拓扑结构和周期性调制之间的相互作用。通过分析准能谱和Zak相位，我们发现，虽然拓扑和非拓扑边缘状态可以存在相同的参数，\emph{they can not appear in the same spectral gap}。在高频极限下，我们分析发现不同相位之间的所有边界，并研究拓扑和非拓扑边缘状态的共存。与未调制的系统相比，边缘状态的出现是由于能带拓扑结构或调制引起的缺陷。这意味着周期性调制不仅可以调整具有非平凡拓扑的参数区域，而且还可以支持新的边缘状态。
2018-06-01 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
