Realization of Topology-controlled Photonic Cavities in a Valley Photonic Crystal
该研究在谷光子晶体中利用精心取向的反射镜实验实现了新型拓扑控制光子腔，验证了谷翻转时间决定腔的能量局域程度与品质因子，拓展了拓扑光子腔设计范式。
2024-08-14 physics.optics
Observation of 2nd band vortex solitons in 2D photonic lattices
我们研究了光子晶格中的二阶亮涡旋孤子。这构成了在任何二维周期系统中首次实验观察到的高波段孤子。这些孤子具有复杂的强度和相位结构，但它们可以被一个简单的高度局域化的涡环光束激发。最后，我们表明，这种光束的线性衍射表现出沿晶格轴的优先传输。
2005-03-14 nlin.PS physics.optics
Topological valley crystals in a photonic Su-Schrieffer-Heeger (SSH) variant
二维材料的研究进展表明，谷作为六边形第一布里渊区的能量极值，为信息操纵提供了一个新的自由度。在此基础上，构造了在边界上支持这种极化边缘态的谷霍尔拓扑绝缘体。在变形Su-Schrieffer-Heeger（SSH）模型的光子学意义下，提出了一种由六个可调介质三角柱构成的二维谷型光子晶体.我们揭示了谷态的涡旋性质，建立了谷极化态的选择规则。基于谷型拓扑结构，设计了菱形分束波导，验证了谷型手性选择的正确性。我们的数值结果表明，这种拓扑保护的边缘态仍然保持鲁棒的传输在尖锐的角落，今后提供了一个可行的想法谷光子器件在太赫兹制度。
2022-09-27 physics.optics
All-Si Valley-Hall Photonic Topological Insulator
提出了一种模拟量子谷霍尔效应的全硅光子晶体结构。我们表明，它作为一个光子拓扑绝缘体（PTI），和两个这样的PTI之间的接口可以支持边缘状态是免费的散射。谷自由度的守恒使得能够在自由空间和光子结构之间实现光的有效入耦合和出耦合。边缘波的拓扑保护可用于设计不遭受反射和串扰的谐振时间延迟光子腔阵列。
2016-01-25 physics.optics
Fine Structures of Berry Curvature and Unquantized Valley Chern Numbers in Valley Photonic Crystals
Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；The University of Tokyo（东京大学）；NTT Corporation（日本电报电话公司）
研究揭示谷光子晶体中 Berry 曲率分布的细结构，证明谷 Chern 数非量子化，挑战传统拓扑观点，提供更严谨的解释框架。
2026-03-28 physics.optics
Tunable light flow control in valley photonic crystal waveguide
在拓扑光子系统中对双谷自由度的探索激发了许多有趣的光学现象，如光子霍尔效应、鲁棒延迟线和完全外耦合折射。在这项工作中，我们实验证明了光在谷光子晶体波导中的可调谐性。通过连续控制微波单极天线阵的相位差，利用相位涡旋的特性，使光束向不同方向分裂，分裂比在0.9 ~ 0.1范围内平滑变化。在光子畴壁也观察到边缘态的拓扑谷输运。可调谐边缘状态色散，即，在谷型光子晶体波导和理想电导体的光子边界处发现了从无隙的谷型相关模到有隙的平坦带的变化，从而导致高传输的可调谐频率带宽。我们的工作为拓扑光子系统中光流的可控性和动态调制铺平了道路。
2018-05-09 physics.optics
Valley-protected backscattering suppression in silicon photonic graphene
本文研究了全介质硅光子石墨烯的谷自由度。从非零谷陈数的观点重新讨论了反转对称性破缺下的光子带隙开放物理。通过观察时变电场，揭示了具有相反轨道角动量的体谷模。光子狄拉克哈密顿量很好地说明了拓扑跃迁。研究了Z形弯曲波导的谷相关边缘态和谷保护后向散射抑制。
2016-02-10 cond-mat.mes-hall physics.optics
Disorder-induced soliton transmission in nonlinear photonic lattices
研究了嵌入均匀克尔非线性介质中的非线性光子晶格中的孤子传输和反射。我们表明，通过引入无序的引导晶格通道，可以实现孤子传输，即使在规则的晶格完全反射输入光束的条件下。相反，在晶格对入射孤子几乎透明的参数范围内，无序可能引起显著的反射。
2011-01-08 nlin.PS physics.optics
Soliton switching and Bloch-wave filtering in periodic photonic lattices
提出了一种基于周期光子结构中布洛赫波滤波的孤子开关新概念。以二元波导阵列为例，我们证明了属于不同光谱带隙的空间孤子可以选择性地从工程缺陷反射或透射通过工程缺陷，该工程缺陷充当布洛赫波的低通或高通滤波器。
2004-12-23 nlin.PS physics.optics
Three-dimensional topological valley photonics
该研究提出三维拓扑谷光子学框架，通过谷陈矢量实现矢量体谷涡旋与手性表面态，并理论结合实验验证其完整带隙及三维光子应用潜力。
2024-09-18 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Experimental demonstration of valley-Hall topological photonic crystal at telecommunication wavelengths
光子拓扑绝缘体为消除散射损耗和提高光通信系统的效率提供了前所未有的可能性。尽管在理论上做出了重大努力，但在电信领域工作的集成光子拓扑绝缘体的实验演示仍然缺失。在这里，我们设计，制造和表征光子晶体为基础的拓扑结构，表现出谷霍尔效应。我们实验证明了在一个CMOS兼容的芯片工作在电信波长的拓扑保护的边缘状态的传播。这一贡献是集成拓扑光子学的重要一步。
2018-05-18 physics.optics
Incoherent multi-gap optical solitons in nonlinear photonic lattices
数值模拟表明，部分非相干光可以被光子晶格的光谱带隙所捕获，在自散焦非线性周期介质中产生部分非相干多分量空间光孤子。我们在数值上发现了这种非相干多隙光孤子，并讨论了如何在实验中通过非相干光束在非线性周期介质的输入端干涉来产生它们。
2005-04-02 nlin.PS physics.optics
Transversely Stable Soliton Trains in Photonic Lattices
本文报道了光学中横向稳定孤子串的存在。这些稳定的孤子串是在二维正方形光子晶格中发现的，当它们从第一布洛赫带内的鞍形衍射的X对称点分叉，并且它们的振幅超过一定的阈值时。我们还表明，孤子序列与低振幅或分叉的边缘的第一布洛赫带（伽玛和M点）仍然遭受横向不稳定性。这些结果在连续格点模型中得到，并进一步证实了离散模型。
2011-09-21 nlin.PS physics.optics
Josephson oscillations of edge solitons in a photonic-topological coupler
本文介绍了一种由两个平行的具有本征克尔非线性的拓扑绝缘体平板波导构成的光子耦合器。本文研究了在一个平板中产生的单边孤子和在两个平板中产生的一对孤子的约瑟夫森振荡。在平板之间跳跃的单个孤子受到快速辐射衰减的影响。另一方面，共同传播的孤子对的JO可能本质上更稳健，因为一个孤子可以吸收由另一个孤子发射的色散波。最强的JO区域是由它们之间具有相移$π$的孤子对所表征的。
2021-11-29 nlin.PS physics.optics
Stable bright and vortex solitons in photonic crystal fibers with inhomogeneous defocusing nonlinearity
我们预测，一个光子晶体光纤，其股线填充有散焦非线性介质可以支持稳定的明亮的，也涡旋孤子，如果散焦非线性的强度增长向光纤的周边。孤子存在的区域取决于填充非线性和芯非线性的横向增长率。值得注意的是，即使芯材料是线性的，孤子也存在。
2012-03-23 nlin.PS physics.optics
Topological Photonic Crystal of Large Valley Chern Numbers
光子晶体是电子系统中带隙谷电子材料的一种模拟物，近年来在光子晶体中实现拓扑谷相的方法局限于谷陈数为1。在这封信中，我们提出了一种新的类型的谷相，可以有大的谷陈数为2或3。不同谷陈数（从1到3）之间的谷相变是通过改变晶胞的构型来实现的。我们证明了这些新的拓扑相位可以引导波沿着尖锐弯曲的畴壁鲁棒地传播。我们的结果是有希望的探索新的拓扑现象的光子系统。
2020-04-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological Insulator Laser Using Valley-Hall Photonic Crystals
拓扑光子学最近被证明是一个强大的框架操纵光。特别是有源拓扑光子系统，通过采用非线性光-物质相互作用实现了更丰富的基础物理，从而为拓扑激光等应用开辟了新的前景。在这里，我们报告了一个全介质拓扑绝缘体激光器方案的基础上形成的半导体腔的拓扑不同的可果美光子晶体。由于光子谷霍尔效应的存在，平面半导体Kagome晶格可以在光传输线以下产生宽带边缘态，这为恢复非平凡光子拓扑结构和发展集成拓扑系统提供了一条新的途径.
2020-01-10 physics.optics
Soliton dynamics in gas-filled hollow-core photonic crystal fibers
充气空芯光子晶体光纤为观察新的非线性现象提供了前所未有的机会。可用于填充这些光纤的气体的各种性质为研究非线性脉冲在各种不同介质中的传播提供了额外的自由度。在这篇综述中，我们将考虑近年来发现的一些新的非线性相互作用，特别是那些基于孤子动力学的相互作用。
2015-07-14 nlin.PS physics.optics
Valley-locked Optical Spin Merons in Valley Photonic Crystal Waveguides
School of Physics and Materials Science, Jiangxi Provincial Key Laboratory of Photodetectors, Nanchang University（南昌大学物理与材料科学学院，江西省光电探测器重点实验室）
本文提出利用拓扑保护的谷边态实现光旋磁体在芯片上的稳健定向传输，通过谷自由度实现谷锁定的旋磁体，为光子系统中的应用提供新途径。
2026-06-08 physics.optics
Topological photonic integrated circuits based on valley kink states
谷赝自旋是光子晶格中一种新的自由度，它为光子的操纵和增强光网络的鲁棒性提供了一种有趣的方法。在这里，我们实验证明了拓扑波导，折射，谐振，并在集成电路谷偏振光的路由。具体地说，我们发现，在不同拓扑谷相位的光子晶体之间的畴壁，存在一个拓扑保护的谷扭结状态，是背散射自由在急弯和终端。我们进一步利用这些谷扭结态来构造具有弯曲形状腔几何形状的高Q拓扑光子晶体腔。我们还展示了一种新的光学路由方案在多个谷扭结态的交叉点，在那里，由于光子的谷赝自旋光分裂违反直觉。这些结果不仅将导致稳健的光通信和信号处理，而且还为激光、量子光子对产生和光力学等领域的拓扑光子学基础研究打开了大门。
2019-08-10 physics.app-ph physics.optics
Soliton control in chirped photonic lattices
研究了振幅或频率沿横向变化的啁啾周期光晶格中的光孤子。我们发现，孤子在这种晶格中的传播可以伴随着渐进的自弯曲的孤子轨迹，我们表明，孤子的弯曲率和输出位置可以通过改变晶格的深度，以及啁啾的幅度和频率调制率进行控制。这种效应在可控孤子的导向和路由方面具有潜在的应用价值。
2005-01-21 nlin.PS physics.optics
Valley and Valley-like Split-ring Topological Photonic Crystal
在对物质拓扑相的研究中，谷赝自旋被引入光子系统。在这里，我们构建了一个分裂环光子晶体（SPC），其中分裂环的分布根据Kagome模型。在保证C3v对称性的条件下，将三个分裂环作为一个整体旋转，得到了一个传统的由开二重Dirac简并点驱动的双带反转谷拓扑（2IVT）.当三个分裂环作为一个整体旋转时，在不保证C3v对称性的条件下，将存在由开二重简并点驱动的谷状拓扑。特别地，当三个分裂环分别旋转时，会出现三带反转谷拓扑（3IVT），这也是由开二重简并点驱动的。谷拓扑和类谷拓扑可以用非平凡的Wannier带（WB）和体极化（BP）来描述，它们都具有沿Zigzag畴壁的正折射和负折射。我们的研究可以推广到其他模型，利用可控几何构造多种拓扑结构，从而为新拓扑态的研究提供思路。
2021-12-05 physics.optics
Topological chiral edge states in deep-subwavelength valley photonic metamaterials
拓扑谷光子学是光子学的一个新的前沿领域，具有广泛的应用前景。以前的谷边界输运依赖于两个拓扑结构不同的域之间的内部边界处的扭结态。然而，最近的研究揭示了一类新的拓扑手性边缘态（CES）在谷材料的外部边界，这在光子学中仍然是难以捉摸的。在这里，我们提出并实验证明了拓扑CES谷光子超材料（VPMM）通过精确地调整现场边缘电位。此外，VPMMs工作在深亚波长尺度。因此，支撑的CES是高度受限的和自引导的，而不依赖于包覆层来防止泄漏辐射。通过直接的近场测量，我们观察到体带隙，边缘色散，和强大的边缘传输通过尖角，这是标志的CES。我们的工作为探索谷光子学中的新型拓扑边缘态铺平了道路，并揭示了鲁棒和小型化的光子器件。
2021-08-23 physics.app-ph physics.optics
Pseudospin-valley coupled edge states in a photonic topological insulator
在拓扑绝缘体（TI）的光子类似物中设计的伪自旋和谷自由度（DOF）为光学编码和鲁棒的信号传输提供了潜在的方法。在这里，我们观察到一个弹道边缘状态的自旋谷指数被锁定到沿谷光子晶体和亚晶之间的界面传播的方向模仿量子自旋霍尔效应。我们证明了抑制谷间散射的Y结形成在携带不同的自旋谷陈数的光子TI之间的接口。这些结果开辟了使用谷自由度来控制2D结构中的光信号流的可能性。
2018-04-08 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Valley controlled propagation of pseudospin states in bulk metacrystal waveguides
在光子系统的边界上，光操控如自旋方向锁定传输、鲁棒输运、量子隐形传态和可重构电磁通道等已被广泛研究。近年来，人们通过在时反不变光子晶体中破坏狄拉克锥，利用谷-赝自旋耦合边缘态实现光的选择性传输。在这里，没有光子边界，我们实现了赝自旋态的三维块体亚晶波导中的传播，采用无处不在的谷自由度。在没有狄拉克锥的三维亚晶波导中实现了谷依赖的赝自旋带。通过研究K'和K谷附近赝自旋态的变化，提出了可重构光子谷霍尔效应。此外，通过级联两个反转非对称亚晶波导实现了光子阻挡器的原型。此外，还讨论了一个实际的超材料样品中的谷相关赝自旋带。这些结果显示了另一种方法对塑造的赝自旋流在光子系统。
2017-09-15 physics.optics
Soliton blue-shift in tapered photonic crystal fiber
我们发现，孤子经历了一个强大的蓝移在光纤中的色散景观，沿传播方向的变化。这些实验基于小芯径光子晶体光纤，该光纤逐渐变细，芯径沿其长度连续变化，从而导致零色散波长在过渡期间从731 nm移动到640 nm。孤子的中心波长在400 nm以上向更短的波长平移。这伴随着强烈的辐射发射到紫外和红外光谱区域。数值模拟证实了实验结果。
2010-12-16 nlin.PS physics.optics
Valley-dependent Corner States in Honeycomb Photonic Crystal without Inversion Symmetry
利用平面波展开和有限元方法研究了无反演对称性的蜂窝状光子晶体的拓扑态。在蜂窝格点中反演对称性的破缺导致了相反的拓扑谷指数，即，动量空间中谷依赖的陈数我们发现60度角点$^\circ$有拓扑角点态出现，而其他角点没有拓扑角点态，这可以理解为谷陈数在角点处的符号翻转.我们的研究结果提供了一个实验上可行的平台，探索谷依赖的高阶拓扑结构的光子系统。
2021-05-27 cond-mat.mes-hall physics.optics
Vortex solitons in quasi-phase-matched photonic crystals
本文研究了三维准相位匹配光子晶体中由二次非线性支持的稳定涡旋孤子，提出棋盘结构实现方案，发现菱形和方形两类四峰涡旋模式，并确定了其稳定区域，为实验实现提供了理论依据。
2023-03-20 nlin.PS physics.optics
Valley-contrasting orbital angular momentum in photonic valley crystals
谷作为一个自由度，已经被用来实现二维层状材料中的谷选择性霍尔输运和圆二色性。另一方面，具有螺旋相位分布的光的轨道角动量在光通信、原子囚禁、甚至重要拓扑工程等方面具有前所未有的应用前景，引起了人们的极大关注。在这里，我们揭示了谷对比轨道角动量在全介质光子谷晶体。利用具有适当手征的轨道角动量源实现了谷手征体态的选择激发。谷依赖的边缘状态，可预测的非零谷陈数，使抑制沿锯齿形边界的谷间散射，导致宽带鲁棒传输在Z形弯曲没有角落形态优化。我们的工作可能为发现新的量子态和在纳米光子学中操纵光的自旋轨道相互作用打开一扇新的大门。
2016-06-28 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological bulk solitons in a nonlinear photonic Chern insulator
具有拓扑能带结构的晶格中的非线性可以在结构体中诱导拓扑界面，并在拓扑带隙中产生体孤子。在这里，我们研究了具有饱和非线性的光子Chern绝缘体，并证明了拓扑体孤子的存在。基本体孤子表现为半涡旋孤子，其中只有一个赝自旋分量具有非零涡度。体孤子在不同的谷具有相等的角动量。这种现象是线性主晶格拓扑结构的直接结果，并且可以通过切换非线性的符号来改变角动量。体孤子从线性体带边缘分叉，并在其功率饱和时终止。我们发现这些体孤子在整个光谱范围内都是稳定的。此外，这些体孤子是强大的晶格无序无论是从现场的能量和跳跃幅度。我们的工作扩展了陈氏绝缘体的研究到非线性制度，并突出了拓扑结构和非线性之间的相互作用。
2022-11-08 nlin.PS physics.optics
Mobility of high-power solitons in saturable nonlinear photonic lattices
我们从理论上研究了一维非线性饱和光子晶格的多个迁移率窗口的性质。在出现新的中间定态解的幂次区域，有效能垒减小到最小。作为应用，我们研究了高功率类高斯光束的动力学，发现了几个光传输增强的区域。
2011-03-24 nlin.PS physics.optics
Topological dissipative Kerr soliton combs in a valley photonic crystal resonator
本研究理论提出谷光子晶体谐振器方案，可产生天生具备拓扑保护特性的耗散Kerr孤子梳，揭示其演化规律与鲁棒性，为片上非线性光子器件提供新设计思路。
2023-07-25 physics.optics
Topologically protected Fano resonance in photonic valley Hall insulators
光子学的迅速发展带来了许多有趣的共振光学现象，其中Fano共振（FR）因其在光开关和光传感中的应用而一直备受研究者的关注。然而，它对环境条件的敏感依赖性使得它很难在实验中实现。我们在这项工作中提出了一个拓扑保护FR的基础上的光子谷霍尔绝缘体，免疫系统杂质。拓扑保护的FR是通过耦合谷依赖的拓扑边缘态（TES）与一个双简并腔实现的。我们建立的$δ$型光子输运理论揭示了这种拓扑FR源于奇偶奇腔模和奇偶偶腔模两种传输的干涉。我们证实，诱导的Fano线形状的透射光谱是强大的弯曲畴壁和障碍。我们的工作可能会引发令人兴奋的前沿操纵谷运输和铺平了道路的拓扑保护的光子器件，如光开关，低阈值激光器和超灵敏传感器。
2021-07-11 physics.optics
Hybrid squeezing of solitonic resonant radiation in photonic crystal fibers
本文报道了在光子晶体光纤中存在一种新的压缩现象，这种压缩现象介于相干态下单脉冲的四波混频压缩和自相位调制压缩之间。这种混合压缩发生在任意短孤子在光纤零群速度色散点附近发射准单色共振辐射时。由于经典孤子的存在，共振频率附近的光子变得强相关，并且量子噪声降低到散粒噪声水平以下。
2011-02-16 nlin.PS physics.optics
Valley vortex states and degeneracy lifting via photonic higher-band excitation
我们证明了在光子石墨烯谷依赖的涡旋产生。在不破坏反转对称性的情况下，两个等效谷的激发导致布拉格反射到第三谷时形成光学涡旋，其手性由谷自由度决定。涡反涡对谷依赖的拓扑电荷翻转也观察到和证实的数值模拟。此外，我们开发了一个三带有效哈密顿模型来描述耦合谷的动力学，并发现常用的两带模型是不足以解释所观察到的涡旋简并提升。这种谷极化涡旋态产生于高频段激发，而没有反转对称性破缺或合成场诱导的能隙开放。我们的结果从光子设置可以提供洞察力的研究谷对比和贝里相位介导的拓扑现象在其他系统中。
2018-10-30 cond-mat.mes-hall physics.optics
Self-steepening-induced stabilization of nonlinear edge waves at photonic valley-Hall interfaces
本文研究交错光子石墨烯谷霍尔界面的非线性边缘波，通过非线性狄拉克模型发现非线性速度项可稳定高振幅边缘态，并经扰动谱和数值模拟验证，对非线性光子系统有广泛意义。
2023-05-11 cond-mat.mtrl-sci nlin.PS physics.optics
Valley kink states and topological channel intersections in substrate-integrated photonic circuitry
谷自由度为提高信息处理的容量和效率提供了一种新的途径，已成为光子学的重要工具。谷-陈数相反区域界面处的光子拓扑谷扭结态的实验研究引起了人们的广泛关注，但目前的研究仅限于谷-陈数相反区域界面处，这在很大程度上限制了它们在几何相关拓扑通道交叉等方面的应用。在这里，我们实验证明和操纵谷扭结状态在亚波长衬底集成光子电路的通用接口。我们通过测量扭结态在扭曲界面和无序界面中的传输来验证扭结态的鲁棒性。基于一般界面上的谷扭结态，我们实现了几个拓扑通道交叉点，其中光子输运路径与交叉点的几何形状有关。与以前的工作相比，本发明的谷型光子晶体具有亚波长厚度和优异的自洽电屏蔽，这与传统的衬底集成光子电路完全兼容。我们的工作打开了一扇门，操纵光子谷伪自旋在基板集成电路的鲁棒性，易于访问，和轻量级。
2019-12-03 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Topologically protected valley-dependent quantum photonic circuits
拓扑光子学已经被引入作为集成光学的强大平台，因为它可以处理鲁棒的光传输，并进一步扩展到量子世界。引人注目的是，拓扑光子结构中的谷对比物理有助于谷相关的边缘状态，它们的单向耦合，甚至拓扑结中的谷相关波分。在这里，我们设计和制造的纳米光子拓扑鱼叉形分束器（HSBS）的基础上$120$ -deg-bending接口和演示的第一个芯片上谷依赖的量子信息过程。利用我们的50/50 HSBS实现了双光子量子干涉，即HongOu-Mandel（HOM）干涉，该干涉具有高的$0.956 \pm 0.006$可见度。级联这种HSBS，我们还演示了一个简单的量子光子电路和路径纠缠态的产生。我们的工作表明，光子谷态可用于量子信息处理，利用谷态相关的光子拓扑绝缘体实现更复杂的量子线路是可能的，这为片上量子信息处理提供了一种新的方法。
2021-03-11 physics.optics quant-ph
Second-harmonic generation via double topological valley-Hall kink modes in all-dielectric photonic crystals
非线性拓扑光子学探索了拓扑相位和非线性光学领域的共同主题，有望开辟拓扑光子学的新范式。在这里，我们展示了二次谐波产生（SHG）通过双拓扑谷霍尔扭结模式在全介质光子晶体（PhCs）的非线性相互作用。我们首先表明，两个拓扑频率带隙可以创建周围的一对频率，$ω_0$和$2ω_0$，通过缺口出相应的狄拉克点在二维蜂窝光子晶体。在两个频率带隙内产生了沿着以镜像对称方式放置在一起的两个光子晶体之间的扭结型畴壁界面的谷-霍尔扭结模式。重要的是，通过全波模拟和模式色散分析，我们表明，可调谐的，双向相位匹配的SHG通过两个带隙内的谷霍尔扭结模式的非线性相互作用，可以实现。特别是，通过使用与谷霍尔扭结模式的磁性部分相关联的斯托克斯参数，我们引入了一个新的概念，SHG定向二向色性，这是用来表征用于感测手性分子的光学探针。我们的工作开辟了新的途径，拓扑保护的非线性混频和有源光子器件实现在全介质材料平台。
2021-04-07 physics.optics
Spin-valley-controlled photonic topological insulator
光子拓扑绝缘体（PTIs）的发现为光的新拓扑态的研究打开了一扇大门，目前的时反不变PTIs模拟了凝聚态系统中的量子自旋霍尔（QSH）效应或量子谷霍尔（QVH）效应，以实现光子的拓扑输运，而光子的传播是由“光子赝自旋”（简称为“自旋”）或量子谷决定的。在这里，我们证明了一类新的PTI，其拓扑相位不仅是由自旋或谷，但由它们的诱导规范场之间的竞争控制。这种竞争是通过调整自旋轨道耦合（SOC）和反转对称性破缺的强度在一个单一的PTI。一个前所未有的拓扑过渡之间的QSH和QVH阶段，这是很难实现的凝聚态系统的证明。我们的研究将自旋电子学和谷电子学的新兴领域融合在同一个光子平台上，并提供了具有可重构拓扑相位的新型PTI。
2018-11-01 cond-mat.mes-hall physics.optics
Photonic topological valley-locked waveguides
拓扑谷扭结态已经成为一个重要的研究前沿，具有相当有趣的应用，如强大的片上通信和拓扑激光器。与大多数传统波导中具有可调宽度的导模不同，谷扭结态通常高度限制在畴壁周围，因此缺乏模宽自由度（DOF），对潜在的器件应用造成严重限制。通过在两个谷值相反的光子晶体之间添加一个具有狄拉克点的光子晶体（PhC），我们设计并实验验证了具有可调模宽的拓扑谷锁定波导（TVLWs）.的photoinc TVLWs可以找到独特的应用，如高能量容量的拓扑通道交叉点，谷锁定的能量集中器，和拓扑腔与可设计的限制，数值和实验验证。具有宽自由度的TVLW有利于与现有的光子波导和器件进行接口，并为拓扑激光、场增强、片上通信和大容量能量传输的实际应用提供了一个新的平台。
2020-10-06 physics.app-ph physics.optics
Relation between interface symmetry and propagation robustness along domain walls based on valley topological photonic crystals
该研究提出一种排布更灵活的谷光子晶体设计，通过分析三类不同对称性界面的边缘模传播特性，探讨了谷拓扑与界面手性对传输鲁棒性的影响，为光子晶体光路设计提供了新思路。
2024-08-19 physics.optics
Solitons in one-dimensional photonic crystals
我们报告的结果的空间孤子在一维光子晶体模型的系统分析，建立作为一个周期性的波导通道，宽度D的晶格，由宽度L-D的空通道分开。该系统的特征在于其结构“占空比”，DC = D/L。在自散焦（SDF）固有的非线性通道的情况下，可以预测的线性捕获势和有效的非线性排斥之间的竞争所造成的新的效果。在SDF模型的前两个有限带隙中发现了几种孤子，在具有自聚焦非线性的半无限带隙中发现了一族基本孤子。在中等DC值（如0.50），基本和高阶孤子填充的SDF模型的第二个带隙遭受不稳定的总功率的增加。通过失稳点，孤子呈现平顶形状，而不稳定孤子的形状得到反转，与局部极大值出现在空层。在窄通道模型（DC =0.25左右）中，基波和高阶孤子仅存在于第一有限带隙中，在那里它们是稳定的，尽管它们也具有反转的形状。
2008-08-31 nlin.PS physics.optics
Nanocavity Confinement by Orthogonal Valley- and SSH- Topological Interfaces In Glide-Symmetric Photonic Crystal Structures
Institute of Science Tokyo（东京科学大学）；Basic Research Laboratories, NTT Inc.（NTT基础研究所）；Department of Electrical and Electronic Engineering, The University of Tokyo（东京大学电气电子工程系）；Institute of Industrial Science, The University of Tokyo（东京大学工业科学研究所）；Nanophotonics Center, NTT Inc.（NTT纳米光子学中心）
研究人员利用滑移对称谷光子晶体的正交谷与类SSH拓扑畴壁，实现了连续可调的高Q二维纳米腔，为紧凑型谐振器件及光与物质相互作用增强提供了方案。
2026-08-24 physics.optics
Observation of Photonic Topological Valley-Hall Edge States
实验证明了在二维反转对称破缺的蜂窝光子晶格中由谷-霍尔效应产生的拓扑边缘态。我们打破反转对称性失谐的两个蜂窝子晶格的折射率，从而产生氮化硼类能带结构。因此，边缘状态存在沿畴壁之间的区域相反谷陈数。我们探测扶手椅和锯齿形畴壁，并表明前者成为缺口的任何失谐，而后者保持ungapped，直到截止达到。谷-霍尔效应为实现时间反转不变性光子拓扑绝缘体提供了一种新的机制。
2017-05-31 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Two-component solitons under a spatially modulated linear coupling: Inverted photonic crystals and fused couplers
研究了耦合强度空间不均匀的线性耦合光子系统中的双分量孤子及其分岔。一个系统模拟了一个倒置的虚拟光子晶体，通过周期性地用原子掺杂主介质来构建，实现电磁感应透明（EIT）。在该系统中，两束形成孤子的不同载波频率的探测光束通过EIT诱导的有效线性互转换相互耦合。该系统由耦合的非线性薛定谔（NLS）方程描述，线性-耦合常数在空间中根据活性原子的密度分布进行周期性调制.随着探测光总功率的增加，SBB的类型由亚临界向超临界转变，而在线性-耦合常数不变的系统中则不会出现这种情况。在线性耦合集中于一点的熔接双芯波导模型中，以精确的解析形式得到了两分量孤子的SBB的定性相似结果。
2012-05-09 nlin.PS physics.optics
Trapping and reshaping of low-intensity radiations by soliton trains in gas-filled hollow-core photonic crystal fibers
提出了一种光俘获方案，利用交叉相位调制作用，在填充拉曼惰性气体的空芯光子晶体光纤中，与连续时间脉冲训练串共同传播的超短低幅度辐射被俘获并整形为光孤子串.该方案补充和扩展了最近提出的一种想法，即单脉冲孤子可以在填充惰性气体的对称空芯光子晶体光纤中捕获超短小振幅辐射，从而防止其色散[M. F. Saleh和F. Biancalana，Phys.Rev.A87，043807（2013）]。我们发现一个家庭的三个不同的孤子训练具有不同的传播常数的束缚态，一个是“复制”的捕获脉冲训练。我们分析了自陡化对捕获（即泵浦）和捕获（即探测）场分布的影响，发现自陡化导致泵浦孤子训练的位置均匀移动，但探测器的复杂运动由它们的时间位置和相位的非谐振荡主导。新的捕获方案的目的是光学应用，涉及光场克隆和复制通过波导波过程中，在光子光纤介质中，相互作用时分复用高强度脉冲与连续波辐射共存。
2017-12-18 nlin.PS physics.optics
Impact of transforming interface geometry on edge states in valley photonic crystals
本文通过近场测量与传输模拟，研究谷光子晶体界面从锯齿形变为滑移面对边缘态色散、带隙、慢光及抗背向散射鲁棒性的影响。
2023-10-02 cond-mat.mes-hall physics.optics
Multifrequency and multimode topological waveguides in a Stampfli-triangle photonic crystal with large valley Chern numbers
本研究在Stampfli三角光子晶体中同时实现多频率和多模式量子谷霍尔效应，通过Z形波导验证大谷陈数，并理论提出频率相关多模式分束器，为高容量光传输与集成器件提供新方案。
2024-03-19 physics.optics
Reduced-symmetry two-dimensional solitons in photonic lattices
我们从理论和实验上证明了一种新型的局域化光束的支持下的非线性二维正方形周期结构的总内反射和布拉格反射的综合效应。这种局域态在它们的迁移率特性中表现出很强的各向异性，在一个方向上高度移动，在另一个方向上被捕获，使它们成为非线性晶格中光学路由的有希望的候选者。
2005-09-30 nlin.PS physics.optics
Dissipative Kerr solitons in a photonic dimer on both sides of exceptional point
例外点是一个普遍存在的概念，广泛存在于由非厄米哈密顿描述的驱动耗散耦合系统中。它的特点是哈密顿量的特征值的退化和相应的特征向量的合并。最近的发展表明，例外点可以在光子学中发挥重要作用。然而，到目前为止，例外点已被广泛研究的系统中只支持几个光学模式，从而离开集体（多模）效应的研究范围之外的观察。本文分析了例外点在非线性多模光子学中的作用。具体而言，我们提供的见解复杂的非线性动力学中产生的连续波驱动对强耦合的非线性微谐振器（即非线性光子二聚体）在多模制度。调查这个系统，这是已知的具有例外点，我们发现两个根本不同的非线性操作制度对应于有效的宇称时间对称和破宇称时间对称状态。我们证明，光子二聚体可以临界耦合到总线波导，从而提供了一个有效的产生的耗散克尔孤子的两侧的例外点。宇称时间对称的情况下，它对应于一对对称分裂的共振，最近已被证明表现出各种涌现的现象，包括齿轮孤子产生，对称性破缺，和孤子跳跃。在宇称时间对称破缺的情况下，耗散孤子的产生导致耗散分裂，迄今为止还没有被研究。
2021-01-22 nlin.PS physics.optics
Routing of valley photons in a WS2 monolayer via delocalized Bloch modes of in-plane inversion-symmetry broken photonic crystal slabs
二维过渡金属二硫属化物（TMDC）的谷为信息处理提供了新的自由度。为了利用该谷自由度，一方面，通过利用不同的外部刺激（如光和电场）来控制谷是可行的。另一方面，纳米结构也被用于通过近场耦合来分离谷。然而，对于上述两种方法，要么需要低温环境，要么低程度的相干性限制了它们的进一步应用。在这里，我们证明了没有面内反转对称性（C2对称性）的全介质光子晶体（PhC）板可以在室温下在WS2单层中分离和路由谷光子。与圆偏振的光子布洛赫模式的这种光子晶体板耦合，由WS2单层发射的谷光子在远场中被定向地路由和有效地分离。此外，远场发射具有方向性增强和长距离空间相干特性。
2020-07-07 physics.app-ph physics.optics
GaAs valley photonic crystal waveguide with light-emitting InAs quantum dots
我们报道了一种谷型光子晶体（VPhC）波导在GaAs平板与InAs量子点（QDs）作为内部光源开发的波导的实验特性。在两个拓扑不同的VPhCs之间的界面处形成的拓扑界面态被用作波导模式。我们证明了强大的传播近红外线发射的量子点，即使在存在尖锐的弯曲作为一个后果的拓扑保护的导模。我们的工作将是重要的，为开发强大的光子集成电路与小的足迹，以及探索有源半导体拓扑光子学。
2019-04-12 cond-mat.mes-hall physics.optics
Inverse Design of the Topology Bandwidth Tradeoff in Valley Photonic Crystals
IIT Bombay（印度理工学院孟买分校）；Jawaharlal Nehru Centre for Advanced Scientific Research (JNCASR)（贾瓦哈拉尔·尼赫鲁高级科学研究中心）；Indian Institute of Technology Bombay（印度理工学院孟买分校）
本文提出了一种逆设计方法，通过优化谷光子晶体的拓扑特性与带隙，实现稳定波传播和高传输效率。
2026-10-02 physics.optics
