Topological Pumping over a Photonic Fibonacci Quasicrystal
准周期晶格最近被证明是物质的非平凡拓扑相。电荷泵-拓扑状态的物质的标志之一-最近实现的光子在一维（1D）的非对角哈珀模型中实现的光子波导阵列。拓扑非平凡的一维Fibonacci准晶（QC）有望促进类似的现象，但其离散性和缺乏泵浦参数阻碍了这种拓扑效应的实验研究。在这项工作中，我们克服了这些障碍，利用一个家庭的拓扑等价的QC范围从斐波那契QC哈珀模型。在光子波导阵列中实现，我们观察到这个家庭的拓扑特性，并执行拓扑泵浦的光子通过斐波那契QC。
2014-03-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Octonacci Photonic Quasicrystals
本文从理论上研究了由$_2$（$A$）和$_2$（$B$）材料组成的一维光子准晶的透射谱，其中多层$n$的第三级由规则$S_{n}=S_{n-1}S_{n-2}S_{n-1}$给出，对于$n\geq 3$和具有$S_{1}=A$和$S_{2}=B$ .通过采用基于传输矩阵法的理论计算，得到了透射率的表达式。对于正常入射波，我们观察到，对于同一代，TE和TM波的透射谱是相等的，至少在定性上是相等的，并且它们呈现出一种标度特性，其中获得了自相似行为，作为这些谱是分形的证据。光谱显示的区域，全向带隙出现特定代的Octonacci光子结构，除了TM波。对于TE波，我们注意到，对于不同的世代，它们都具有几乎相同的宽度。我们还报道了准周期性异质结的结果模式的本地化
2015-05-07 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Exploring Aperiodic Order in Photonic Time Crystals
该论文提出分析非周期有序光子时间准晶体的理论框架，推广迹映射方法至时间域，以Thue-Morse序列为例研究能带与波传输，揭示多尺度光谱响应和局域化效应，为先进光子器件发展提供见解。
2025-05-26 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Quasicrystals: Making invisible materials
全介电光子准晶体可以作为零折射率均匀材料，尽管它们缺乏平移对称性和周期性，将波长拉伸到无限远，并在波前雕刻和光学隐身中提供应用。
2016-04-27 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Aubry-André transition in photonic time quasicrystals
University of Science and Technology of China（中国科学技术大学）
该研究证实光子时间准晶体中存在Aubry-André转变，其发生在动量迁移率边处，该转变将光按波数分为传播与停止增长的分量，拓展了Aubry-André转变的适用域。
2026-10-12 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci math-ph
Second-order photonic topological insulator with corner states
高阶拓扑绝缘体（HOTI）超越了传统的体-边界对应关系，拓宽了对拓扑绝缘相的理解。HOTI主要集中在电子材料中，尚未在光子系统中发现。在这篇文章中，我们提出了一种具有零维角态和一维光频边界态的二维二阶光子晶体。所有这些状态都是拓扑非平凡的，并且可以基于拓扑极化理论来理解。此外，通过调整光子晶体的易加工结构，我们可以直接实现具有独特拓扑边界态的不同拓扑相位。我们的结果可以推广到更高的维度，并提供了前所未有的场地高阶光子拓扑绝缘体和半金属。
2018-12-01 cond-mat.mtrl-sci
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
On the robustness of topological corner modes in photonic crystals
以$C_6$对称呼吸蜂窝光子晶体为例，分析了拓扑光子晶体角模的鲁棒性。首先，我们利用拓扑量子化学和威尔逊圈计算证明了块体晶体的拓扑性质源于一个受阻的原子极限相。然后，我们采用半解析模型的间隙边缘模式内出现的拓扑角模式的特征，确定适当的真实空间拓扑不变量。我们首次详细描述了长程相互作用对光子晶体中拓扑模的影响，并量化了它们对扰动的鲁棒性。我们的结论是，虽然光子长程相互作用不可避免地打破手征对称性，角模的晶格对称性的保护。
2020-07-21 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Observation of topologically distinct corner states in "bearded" photonic Kagome lattices
本文在“胡须”光子Kagome晶格中实验观测到两类拓扑不同的角态，揭示了其拓扑起源，并深化了对呼吸Kagome晶格拓扑角模的理解。
2023-10-05 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Topological Edge and Corner States in Biphenylene Photonic Crystal
受联苯烯网络启发设计光子晶体，用有限元法和Wilson loop研究其拓扑性质，发现锯齿形和手性边缘的拓扑边缘态及手性边缘角处的二阶拓扑角态。
2023-12-28 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Non-Hermitian corner skin effect in a two-dimensional photonic crystal
Kwansei Gakuin University（关西学院大学）；VinUniversity（越南唯识大学）；Osaka University（大阪大学）；National Institute for Materials Science (NIMS)（国立材料研究所）
研究非厄米特光子晶体中电磁波的拓扑效应，揭示角皮肤效应及非厄米特拓扑边态的形成机制，为实验实现非厄米特效应提供新途径。
2026-04-25 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Photonic obstructed atomic insulator
本文研究了二维磁性光子受阻原子绝缘体，揭示了角态的出现与Wyckoff位置暴露情况直接相关，并证明时间反演对称性对角态不重要，说明实空间原子分布决定其高阶拓扑特征。
2025-07-01 cond-mat.mtrl-sci
Photonic Higher-Order Topological States Induced by Long Range Interactions
拓扑相的发现最近导致了凝聚态物理的范式转变，并促进了工程光子学和声学超材料的突破。拓扑绝缘体（TI）使得能够产生电子、光子和声学模式，其表现出对无序有弹性的波传播，而不管制造精度或由操作环境引起的不可预测的缺陷，称为拓扑保护。虽然最初限于比主体TI材料低一个维度的受保护状态的维度，但最近发现的高阶拓扑绝缘体（HOTI）提供了通过在扩展的维度范围上提供拓扑保护来克服这种维度限制的可能性。在这里，我们展示了二维光子HOTI（PHOTI）的拓扑状态两个维度低于一个主机系统。我们考虑一个扭曲的Kagome晶格几何的光子超晶体，表现出拓扑体极化，导致出现的1D拓扑边缘状态和更高阶的0D状态局限于角落的结构。有趣的是，除了角状态由于最近邻相互作用和广义手征对称性1的保护，我们发现并利用一类新的拓扑角状态维持长程相互作用，可在基于波的系统，如光子学。我们的研究结果表明，光子HOTI拥有更丰富的物理相比，他们的凝聚态同行，提供了机会，工程新颖的设计师电磁状态具有独特的拓扑鲁棒性。
2019-09-19 cond-mat.mtrl-sci physics.app-ph physics.optics
Twisted quadrupole topological photonic crystals
波的拓扑操纵是超材料前沿研究的核心。最近在二维（2D）通量穿透晶格中发现了四极拓扑绝缘体，其在边缘和角落处表现出高阶拓扑波捕获。然而，光子晶体（PhCs）位于连续介质和离散晶格之间的边界，与现有的四极拓扑理论不相容。在这里，我们揭开四极拓扑物理触发的扭曲度的自由。使用一个拓扑平凡的光子晶体作为母板，我们表明，扭曲诱导四极拓扑光子晶体没有磁通线程。扭转诱导的晶体对称性丰富了Wannier极化，并导致反常的四极拓扑。通过控制二维光子晶体横向异质结的扭转角，观察到了多种多样的棱角现象。我们的研究为声子和极化激元的拓扑扭转光子学以及准连续体系中的四极拓扑铺平了道路。
2020-05-20 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Higher-order Quantum Spin Hall Effect of Light
光子的能带拓扑和相关自旋（或伪自旋）物理为我们提供了一个新的维度来操纵光，这对于信息通信和数据存储是潜在有用的。特别是，光的量子自旋霍尔效应，其中电磁波沿着具有强自旋-动量锁定的样品的表面传播，为实现拓扑保护的光子自旋输运铺平了道路。最近，传统的散装边缘对应的带拓扑结构已被扩展到高阶的情况下，使探索的拓扑状态与余维大于1，如铰链和角落的状态。在这里，我们第一次证明了高阶量子自旋霍尔效应的光，利用全介质C6 v对称光子晶体。由于非平凡的高阶拓扑结构和有限的自旋-自旋耦合，我们观察到角态在不同的角上具有相反的赝自旋极化。通过施加自旋极化激发源，我们可以通过自旋动量锁定的衰减边缘态选择性地激发不同空间位置的角态，类似于量子自旋霍尔效应的高阶方式。我们的工作打破了自旋光子学和高阶拓扑之间的障碍，为研究低维自旋经典表面波开辟了新的领域，并支持在强大的通信探索。
2020-03-02 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Photonic p-orbital higher-order topological insulators
轨道自由度在理解固态材料中的基本现象以及物质的奇异量子态（包括轨道超流性和拓扑半金属）中起着关键作用。尽管人们在设计合成冷原子、电子和光子晶格以探索轨道物理方面付出了巨大的努力，但迄今为止，一类重要材料，即高阶拓扑绝缘体（HOTI）中的高轨道尚未实现。在这里，我们展示了光子HOTI中的p轨道角态，揭示了它们的基本拓扑不变，对称性保护和非线性引起的动态旋转。在Kagome型HOTI中，我们发现除了广义的手征对称性之外，p轨道角态的拓扑保护还需要轨道跳跃对称性。由于轨道杂化，非平凡的拓扑结构的p-轨道HOTI是隐藏的，如果使用体极化作为拓扑不变量，但很好地体现了广义缠绕数。我们的工作开辟了一条途径，探索有趣的轨道现象介导的高频段拓扑结构适用于广泛的系统。
2022-08-11 cond-mat.mtrl-sci nlin.PS physics.optics
Protecting Quantum Superposition and Entanglement with Photonic Higher-Order Topological Crystalline Insulator
高阶拓扑绝缘体作为一种新发现的非平凡材料和结构，具有超越体-边界对应的拓扑相。在这里，我们提出了一个实验观察光子高阶拓扑晶体绝缘体和它的拓扑保护量子叠加和纠缠在一个二维晶格。通过飞秒激光自由写入绝缘体结构，并利用单光子成像技术直接测量其演化动力学，我们能够观察到C_4和C_2光子晶格对称性中拓扑角态的明显特征。特别地，我们提出并实验验证了利用单光子叠加态激发光子晶格的拓扑角态，并研究了拓扑对纠缠光子态的量子纠缠的保护作用.单光子动力学和受保护的纠缠揭示了一种内在的拓扑保护机制，将多体量子态与扩散诱导退相干隔离开来。高阶拓扑晶体绝缘体、内建叠加态产生、单光子成像和量子纠缠的出现，将拓扑、材料和量子物理联系在一起，为更广泛地研究高阶拓扑和拓扑增强在真正量子领域的应用打开了大门。
2020-06-14 cond-mat.mtrl-sci quant-ph
Gapped Topological Kink States and Topological Corner States in Graphene
基于紧束缚模型计算和光子实验可视化，我们报道了畴壁诱导的带隙拓扑扭结态和拓扑角态。在石墨烯中，具有无间隙拓扑扭结态的畴壁可以通过亚晶格对称性破缺或晶格变形来诱导。我们发现，这两种机制的共存将诱导畴壁具有带隙的拓扑扭结态。值得注意的是，这两种类型的畴壁的交叉点引起局部化在交叉点的拓扑角状态。通过对畴壁的调控，我们发现石墨烯不仅是一个以可控的方式支持多种拓扑角模的多功能平台，而且在制备由带隙的拓扑扭结态和拓扑角态组成的拓扑量子点等方面具有广阔的应用前景.
2019-03-05 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci
Topological photonics in one-dimensional settings
Nankai University（南开大学）；INRS-EMT；University of Zagreb（萨格勒布大学）；Shanxi University（山西大学）
本研究综述了一维拓扑光子学的核心模型与最新进展，涵盖SSH模型、非线性调制及拓扑激光等应用。
2026-02-08 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
