Revealing non-Hermitian band structures of photonic Floquet media
周期性驱动的系统，其特征在于其固有的非平衡动力学，在经典和量子制度中无处不在。在光子学领域，这些Floquet系统已经开始提供关于时间周期性如何将空间周期性光子晶体和超材料的概念扩展到时域的见解。然而，尽管在光子Floquet介质中的状态之间的非互易耦合的存在引起的必要性，统一的非厄米能带结构描述仍然难以捉摸。在这里，我们通过实验揭示了独特的布洛赫-Floquet和非布洛赫能带结构的光子Floquet介质模拟在微波政权与一维阵列的时间周期性驱动的谐振器。具体而言，这些非厄米能带结构示出为复动量空间中定义的光子Floquet介质的复本征频率表面的两个可测量的不同子集。在Bloch-Floquet能带结构中，驱动诱导的相反符号频率态之间的非互易耦合导致沿实动量轴的动量隙的打开，在其边缘处发生异常的相变。更有趣的是，我们表明，非布洛赫能带结构定义在复杂的布里渊区补充的光子Floquet介质的复杂的本征频率表面的形态上的信息。我们的工作铺平了道路的光子Floquet介质在复杂的能量动量空间的全面理解，并可以提供一般的指导方针的非平衡光子相位的物质的研究。
2022-01-04 physics.app-ph physics.optics
Photonic Floquet time crystals
公众和科学家总是有不同的观点。当他们站在时间水晶上时，他们会排队问：什么是时间水晶？给我看一种随时间自发结晶的材料？本研究合成了一种光子材料Floquet时间晶体，并在实验上观测到其指示周期-2T的拍频。我们明确地重建一个离散的时间晶体的基态，并揭示使用适当设计的光子Floquet模拟器的刚性倍周期的离散时间平移对称性的自发断裂的签名。与精细多体相互作用的结果不同，光子时间晶体是从单粒子拓扑相导出的，可以被许多相关的非平衡和物理驱动平台广泛访问。我们的观察将推动理论和技术对凝聚态物理和拓扑光子学的兴趣，并为非科学公众揭开时间晶体的神秘面纱。
2021-01-19 cond-mat.mes-hall cond-mat.other physics.optics
Gauge-induced Floquet topological states in photonic waveguides
奇异的拓扑态通常存在于具有不同拓扑不变量的晶格之间的界面上，根据体-边对应关系，奇异的拓扑态被投入了巨大的努力。在这里，我们展示了一个新的发现的拓扑状态本地化的接口之间的两个规范移位Floquet光子晶格，尽管整个结构的拓扑顺序相同。准能能带结构表明，这些新的界面模属于Floquet π模，进一步发现，由于Floquet规范的灵活控制，它们能够实现鲁棒的单向传播。在近红外波段的硅波导平台中，实验验证了这些π界面模的有趣传播，它们显示出宽的工作带宽和对结构波动的高容忍度。我们的方法为Floquet工程及其他领域的光操纵提供了一条新的途径。
2020-10-12 physics.optics
Floquet quadrupole photonic crystals protected by space-time symmetry
高阶拓扑相，例如具有非平凡四极矩的那些，保护边缘状态，这些边缘状态本身在较低维度中是拓扑绝缘体。到目前为止，大多数光的四极相位都是在线性光学系统中研究的，这些系统受到空间对称性或合成对称性的保护。在这里，我们提出了Floquet四极相位驱动的非线性光子晶体（PhCs）的时空螺旋对称性的保护。我们首先通过跟踪被驱动介质的瞬时光轴的轨迹来说明时空对称性。我们的Floquet四极相位，然后确认在两个独立的方式：对称性指数在高对称性动量点和计算的嵌套Wannier带。我们的工作提出了一个通用的框架来分析驱动光学材料中的对称性，并为进一步探索Floquet系统及其光电应用中的对称性保护拓扑相铺平了道路。
2021-03-01 physics.optics
Ultrawide Edge State Supercontinuum in a Floquet-Lieb Topological Photonic Insulator
提出并实验演示首个全平带Floquet-Lieb拓扑光子绝缘体，实现跨越多个布里渊区的超宽边缘态超连续谱，对位点势无序完全免疫，可用于超宽带鲁棒拓扑光子器件。
2023-05-09 physics.optics
Temporal chirality in Floquet photonic media
The University of Hong Kong（香港大学）；HK Institute of Quantum Science and Technology, The University of Hong Kong（香港大学量子科学与技术研究所）
该研究揭示了时间调制光子介质中存在时间手性，其由演化算子的伪厄米性和伪幺正性约束决定，通过时间-$\boldsymbol{\rm PT}$对称系统验证了调制回路取向可作为控制Floquet波动力学的旋钮。
2026-10-09 physics.optics
Single shot measurement of the photonic band structure in a Floquet-Bloch lattice realised with coupled fiber rings
Floquet-Bloch格点是一个波包在时间和空间上都受到周期性调制的系统，表现出丰富的动力学性质。虽然这种类型的晶格很难在固态物理中实现，但光学系统提供了很好的平台来探测它们的物理特性：除了其他效应外，它们还揭示了真正的现象，如反常的Floquet拓扑绝缘体和光进入局部界面模式的漏斗。尽管能带色散在光子动力学和晶格的拓扑性质中至关重要，但Floquet-Bloch能带的直接实验测量仍然难以捉摸。本文报道用Single Shot方法直接测量光子晶格的Floquet-Bloch带。我们使用一个系统的两个耦合的光纤环，实现了时间复用Floquet-Bloch格。通过对晶格的脉冲响应进行傅里叶变换，我们得到了晶格本征模的精确表征，即能带结构。e.在整个布里渊区上的Floquet-Bloch特征向量的幅度和相位。我们的研究结果为Floquet系统中线性和非线性区域的拓扑效应的观察开辟了前景。
2021-05-06 physics.optics
Topological Landau-Zener Bloch Oscillations in Photonic Floquet Lieb Lattices
Lieb晶格具有在基础物理学和实际应用中引起普遍兴趣的有趣性质。本文研究了光子Floquet Lieb晶格中的Landau-Zener Bloch拓扑振荡，在该晶格中构造了二聚螺旋波导，通过Floquet机制实现了自旋-轨道相互作用的合成，从而研究了从平凡能隙到非平凡能隙的拓扑转变对振荡的影响.在Lieb晶格的局域对称性的支持下，平坦带的紧定域态通过拓扑不变量和Chern数与其它带关联，并参与Bloch振荡过程中的Landau-Zener跃迁.重要的是，拓扑转变后的非平凡几何相位将被考虑用于波函数的相长干涉和相消干涉。连续介质的数值计算结果与理论紧束缚模型的计算结果吻合较好。我们的研究结果提供了一个持续的努力，以实现设计的量子材料与定制的性能。
2017-06-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci physics.optics
One-dimensional time-Floquet photonic crystal
利用基于含时微扰理论导出的Floquet哈密顿量，研究了一维含时Floquet光子晶体的准能带.时间Floquet光子晶体包含两个交替的层A和B，A层的介电常数在时间上被周期性地调制。我们发现，准能带是互易的调制函数时，时间的函数，而准能带可以是非互易的介电常数调制时，在时间和空间通过一个独特的组合。在前一种情况下，当调制在介电常数的实部时，正（负）带和正（负）带之间的耦合导致准能隙，而正带和负带之间的耦合导致例外点对。在后一种情况下，正（负）带和正（负）带之间的耦合仍然导致准能隙。然而，正负带之间的耦合导致准能隙在一个小的调制速度和例外点对在高调制速度。
2021-04-08 physics.optics
Observation of photonic anomalous Floquet Topological Insulators
通常，二维拓扑绝缘体的特征在于与其能带结构相关的非零陈数。在我们的工作中，我们提出了一个反常的拓扑绝缘体的实验证明，对于它的陈数总是零，绕组数是描述系统的拓扑性质的适当的量。我们探讨了这种反常拓扑绝缘体中手征边缘态的鲁棒性，并分析了拓扑相和平凡相之间的相变。
2016-05-12 physics.optics
Broadband Resonance-Enhanced Frequency Generation by Four-Wave Mixing in a Silicon Floquet Topological Photonic Insulator
本文在硅基Floquet拓扑光子绝缘体中利用Floquet缺陷模式共振，通过四波混频实现了10.1 nm范围内平均增强12.5 dB的宽带频率产生，为拓扑保护光子平台上的稳健光源提供了新途径。
2022-02-07 physics.app-ph physics.optics
Pseudounitary Floquet scattering matrix for wave-front shaping in time-periodic photonic media
本文提出用满足伪幺正关系的静态Floquet散射矩阵描述有限时间周期介质的散射特性，并将Wigner-Smith波前整形方法推广到Floquet系统，实现时空最优光脉冲用于时变介质的光学微操控。
2024-11-20 physics.optics
Observation of Floquet Chern insulators of light
本文在周期性驱动的非线性光子晶体中实验实现了Floquet Chern绝缘体，通过驱动场偏振和频率调控拓扑相，并观测到强Floquet耦合区域中的非平凡能隙，为非线性拓扑光子学开辟了新方向。
2023-04-19 physics.optics
Photonic Realization of a Transition Between Topological Phases Residing in the Weak and Strong Floquet Driving Regimes
光子Floquet拓扑绝缘体先前已在实验上实现了一个阵列的倏逝耦合螺旋波导。在该实验探索的拓扑区域中，单个拓扑边缘模式的手征性与螺旋的手征性相同。在这里，我们证明了丰富的结构存在于Floquet系统固定的螺旋手性，同时移动到强驱动制度，以观察拓扑转变，其中边缘模式反转其传播方向，产生违反直觉的结果，驱动振幅的增加可以有相同的效果反转螺旋手性。我们通过实验观察到这种转变，同时克服了通常与强驱动机制相关的弯曲损耗，尽管螺旋半径与整个阵列的大小在相同的尺度上。在我们的实验中观察到的两个拓扑相可以被理解为源自于Halflion模型的Floquet实现。
2017-11-07 physics.optics
Extreme Non-Reciprocal Near-Field Thermal Radiation via Floquet Photonics
通过利用Floquet驱动协议，并将其与明智的水库排放工程交错，我们实现了极端的非互惠热辐射。我们发现，后者是植根于直接辐射过程之间的相互作用，由于两个热浴和调制过程，这是负责泵浦辐射热之间的温度偏差。我们的理论结果证实了通过时域模拟与RF电路。
2020-06-26 physics.app-ph physics.optics
Topological properties of Floquet winding bands in a photonic lattice
以多于一类拓扑不变量为特征的合成材料的工程化是固态基和合成材料的当前挑战之一。使用一个合成的光子晶格中实现的两个耦合环系统，我们工程师的异常Floquet金属，是在散装无间隙，同时显示两个不同的拓扑特性。一方面，这种合成晶格呈现出以缠绕数为特征的带。这种弯曲是由于反演对称性的破坏而产生的，它与其体块内布洛赫次振荡的出现有直接关系。另一方面，晶格的Floquet性质导致具有拓扑边缘状态的众所周知的异常绝缘相。破反转对称性和周期性的时间调制的组合，在这里研究丰富的各种拓扑相位在晶格Floquet驱动，并建议可能出现的新的相位时，周期性调制相结合的空间对称性的破裂。
2023-02-04 physics.optics
Non-Hermitian Interaction between Light and Photonic Time Crystal Beyond the Floquet Quasinormal Mode Approximation
Beijing National Laboratory for Condensed Matter Physics, Institute of Physics, Chinese Academy of Sciences（中国科学院物理研究所凝聚态物理国家实验室）；School of Physical Sciences, University of Chinese Academy of Sciences（中国科学院大学物理科学学院）；State Key Laboratory for Mesoscopic Physics and Frontiers Science Center for Nano-optoelectronics, School of Physics, Peking University（北京大学物理学院介观物理国家重点实验室及纳米光电子前沿科学中心）
研究光与光子时间晶体的非厄米相互作用，通过相对相位补偿失谐抑制弗洛凯模式，发现传统方法无法再现该光学响应，揭示有效模式耦合，还通过例外点研究相变并解释抑制动力学，展现光子时间晶体在时间调制纳米光子学中的潜力。
2026-07-17 physics.optics
Quantized topological energy pumping and Weyl points in Floquet synthetic dimensions with a driven-dissipative photonic molecule
本研究提出驱动-耗散光子分子体系，利用其特性增强Floquet合成维度的量子化拓扑能量泵浦，还可实现Weyl点与Berry曲率测量，支持低调制带宽下的高维拓扑哈密顿量k空间工程。
2023-05-03 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Simulating Floquet non-Abelian topological insulator with photonic quantum walks
本研究利用高维光子量子行走模拟Floquet非阿贝尔拓扑绝缘体（FNATI），通过体动态探测和边缘态光谱学实验确立了多重体-边对应关系，首次实现了对FNATI的实验表征。
2025-08-08 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Floquet Winding Metals
我们提出了一个通用的散射矩阵模型可实现的光子工程师一个新的Floquet金属相，结合了两个不同的拓扑性质：体带的绕组和强大的手性边缘状态的存在。体带的缠绕在实空间中引起波包振荡，同时保持其初始动量。我们的研究结果开辟了一个新的一类绕组Floquet系统的研究。
2022-03-04 cond-mat.mes-hall physics.optics
Floquet Engineering of Polaritonic Amplification in Dispersive Photonic Time Crystals
本文利用Lorentz-Drude模型研究色散光子时间晶体中极化激元的Floquet工程，发现周期性调制色散参数可产生混合带隙和新型放大通道，并降低所需调制频率，为极化激元激光和共振拉曼散射提供新途径。
2024-08-01 physics.optics
Quantized non-Abelian helicity of flat bands in 2D Floquet topological photonic insulators
University of Alberta（阿尔伯塔大学）
本文通过周期性驱动在二维光子Lieb晶格中实现具有非平凡拓扑的完美平坦带，并展示了其非阿贝尔螺旋度的量化测量方法。
2026-01-26 physics.optics
Dynamic defects in photonic Floquet topological insulators
已知拓扑绝缘体中的边缘模式对缺陷是鲁棒的。我们调查，如果这也成立时，缺陷是不是静态的，但随时间变化。我们研究的缺陷与时间相关的耦合的鲁棒性的传输沿边缘的螺旋弯曲波导的Floquet系统的影响。波导阵列是通过在负性光致抗蚀剂中直接激光写入来制造的。我们发现，单一的动态缺陷不破坏手征边缘电流，即使时间调制很强。体波导和边缘波导中的强度的定量数值模拟证实了我们的观察。
2017-04-03 physics.optics quant-ph
Photonic Floquet Topological Insulator in an Atomic Ensemble
我们证明了具有非线性极化率的原子蒸气中的光子Floquet拓扑绝缘体（PFTI）。三个耦合场的干涉周期性地分裂能级以形成具有蜂窝对称性的周期性折射率结构，该蜂窝对称性可以通过选择耦合场的频率失谐和强度来调节，这些都影响狄拉克锥在动量空间中的出现。当蜂窝晶格位置沿传播方向呈螺旋状排列时，由于边缘态的限制，我们得到了原子蒸气中的PFTI，其中倾斜入射的光束沿锯齿形边缘移动而不会将能量散射到PFTI中。狄拉克锥的出现和PFTI的形成受到非线性极化率的强烈影响，即PFTI可以被三阶非线性极化率关闭，并被五阶非线性极化率重新打开。
2015-10-28 physics.optics
Observation of topology transition in Floquet non-Hermitian skin effects in silicon photonics
本研究在硅光子学平台上的周期性调制光波导中实现了Floquet非厄米趋肤效应，通过设计人工规范场揭示了其丰富的拓扑转变，特别是发现单极与双极NHSE间的方向反转，为操控光波提供了新途径。
2024-02-15 cond-mat.mes-hall physics.app-ph physics.optics
Robust Unidirectional Edge States in the Continuum in non-Topological Floquet Photonic Crystals
School of Physics, Beijing Institute of Technology（北京理工大学物理学院）；MOE & Guangxi Key Laboratory of Processing for Non-Ferrous Metals and Featured Materials, School of Physical Science and Technology, Guangxi University（广西大学物理科学与技术学院、有色金属及特色材料加工教育部与广西重点实验室）
该研究在非拓扑弗洛凯光子晶体中，通过z周期人工规范场实现了鲁棒单向连续谱边缘态，其可承受多种噪声与缺陷，为非拓扑系统的鲁棒光传播提供了新范式。
2026-08-27 physics.optics
Engineering Photonic Floquet Hamiltonians through Fabry Pérot Resonators
在这封信中，我们分析了一个光学法布里-珀罗谐振腔作为一个时间周期驱动的（2D）光场反复穿越谐振腔，揭示了谐振腔扭曲产生一个合成的磁场施加到谐振腔内的光，而镜像差产生相对论动力学，非谐捕获和时空曲率。我们开发了一个Floquet形式主义计算的有效哈密顿的2D字段，概括的想法，腔内光场对应于一个非相互作用的，大质量的，谐波捕获粒子的合奏。这项工作阐明了光学谐振器在探索规范场和奇异时空中量子流体物理学方面的非凡潜力。
2015-11-02 cond-mat.quant-gas physics.optics quant-ph
Skin mode tunability and self-healing effect in photonic Floquet lattices
本文提出利用趋肤模式可调性，在光子Floquet晶格中实现非厄米趋肤模式的自愈效应，并通过局部扰动实现宽范围频谱控制，扩展非厄米波控制工具箱。
2025-10-16 physics.optics
Photonic Floquet topological insulators in a fractal lattice
我们提出Floquet分形拓扑绝缘体：光子拓扑绝缘体在一个分形维晶格的螺旋波导。螺旋调制诱导出人工规范场，导致平凡到拓扑的转变。准能谱表明存在对应于实空间陈数1的拓扑边态。我们研究了光沿着分形晶格的外边缘的传播，发现即使在无序的情况下，波包也不会穿透到体块或后向散射，而是沿着边缘移动。在类似的静脉，我们发现，分形晶格的内边缘也表现出强大的运输时，分形是足够高的代。最后，我们发现拓扑边缘状态，跨越圆周的混合半分形半蜂窝晶格，通过从边缘的蜂窝晶格的分形结构的边缘几乎没有散射，尽管从二维过渡到分形维数。该系统为拓扑分形的研究提供了一个可实现的实验平台，为拓扑物理的探索提供了新的方向。
2021-04-08 physics.optics
Floquet-driven light transport in programmable photonic processors via discretized evolution of synthetic magnetic fields
KTH Royal Institute of Technology（皇家理工学院）；Stockholm University（斯德哥尔摩大学）
本文通过离散化Floquet驱动在可编程光子处理器中实现合成磁场所驱动的光子传输，展示了具有高可见度的干涉和稳定方向性流动，验证了该方法在驱动光子学中的应用潜力。
2026-03-03 physics.optics quant-ph
Realizing anomalous Floquet non-Abelian band topology in photonic scattering networks
Zhejiang University（浙江大学）；National University of Defense Technology（国防科技大学）；China Jiliang University（中国计量大学）；University of Birmingham（伯明翰大学）；University of Manchester（曼彻斯特大学）
在光子散射网络中首次实验实现二维Floquet非阿贝尔带拓扑，揭示了多间隙系统的独特拓扑现象。
2026-03-04 cond-mat.dis-nn cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Phase-controlled transport of Floquet-driven compact chiral photonic states
Institute of Physics, University of Rostock（罗斯托克大学物理研究所）；Departamento de Física, Facultad de Ciencias Físicas y Matemáticas, Universidad de Chile（智利大学理学院数学物理系）；Millennium Institute for Research in Optics–MIRO（光学研究千年研究所）
研究利用多轨道相互作用诱导的AB囚禁效应创建全平带晶格系统，提出弗洛凯驱动协议控制局域光子态动力学，实现紧凑态平移及传播方向控制，发现行波态的手性对及相关拓扑不变量。
2026-09-15 physics.optics quant-ph
Absorbing boundary condition for Bloch-Floquet eigenmodes
提出了一种适用于光子晶体和超材料电磁频域模拟的吸收边界条件。该边界条件可以同时吸收周期晶体的多个布洛赫-弗洛奎本征模，包括传播模和消逝模。所讨论的光子晶体或超材料可以包括有损耗的、有源的、各向异性的甚至双各向异性的内含物。吸收边界条件依赖于Bloch-Floquet本征模的正交性条件，这里给出了一个广义的版本。我们测试了这种吸收边界条件的数值和目前的结果。
2013-05-23 cond-mat.mtrl-sci physics.optics
Comment on "Amplified emission and lasing in photonic time crystals"
本文评论Lyubarov等人关于光子Floquet介质中自发发射率在动量间隙边缘消失的预测，指出其假设导致误导性解释。
2024-04-19 physics.optics
Three-period evolution in a photonic Floquet extended Su-Schrieffer-Heeger waveguide array
本研究构建含两步周期驱动与次近邻耦合的Floquet扩展SSH模型，发现特定准能量的反常边缘态，通过光子波导阵列映射与数值模拟观测到三周期演化，为倍周期动力学实现及量子计算应用提供参考。
2025-08-02 physics.optics
Quantum Photonic Time Crystals: From Temporal Boundaries to Floquet Light-Matter Interactions
Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）；Chung-Ang University（中央大学）
本文综述了光子时间晶体（PTCs）的量子电动力学，从时间边界诱导的Bogoliubov模式混合和光子对产生，到均匀Floquet介质中的SU(1,1)压缩结构，并关联了动态Casimir效应、参量放大以及自发辐射等光-物质相互作用。
2026-06-04 physics.optics
Experimental demonstration of an anomalous Floquet topological insulator based on negative-index media
表现出对缺陷和杂质鲁棒的单向传输的光子和声学拓扑绝缘体通常在二维环形谐振器的耦合阵列中实现。这些系统已经产生了一系列的应用，包括光隔离器，延迟线和激光器。然而，由于需要在相邻的耦合环之间增加一个耦合环来构造光子赝自旋，使得结构复杂。在这项工作中，光子模拟的量子自旋霍尔效应的提出和实验证明在反常Floquet拓扑绝缘体在微波制度。这种改进的设计利用了负折射率介质的有效和反向耦合。这些结果有助于理解超材料的拓扑结构，并为构造有用的拓扑光子器件指明了新的方向。
2020-06-14 physics.app-ph physics.optics
Observation of Floquet erratic non-Hermitian skin effect in photonic mesh lattice
The University of Hong Kong（香港大学）
研究通过光子网格晶格实验揭示了由 disorder 引发的非厄米特皮肤效应，展示了在强局部非互易性下，通过调节全局互易性实现拓扑相变，并验证了不守恒非厄米特皮肤效应的特性。
2026-03-31 cond-mat.dis-nn cond-mat.mes-hall physics.optics
Photonic Floquet media with a complex time-periodic permittivity
研究了具有复时间周期介电常数的光子介质中的例外点现象，$ε(t)=ε_o+ε_r*sin(Ωt+ϕ)$。我们用一阶非厄米Floquet哈密顿矩阵的形式表示麦克斯韦方程组，并解析求解Floquet能带结构。在$ε_r$为实数的情况下，在$ε_r$的第一阶，能带结构显示出从具有实准能的精确相位到具有波矢量空间区域内的复准能的破碎相位的相变，即所谓的k-间隙。我们表明，在上，下边缘的k-间隙的两个EP具有相反的手征在频闪意义上。因此，通过拾取具有正虚准能的模式，k-间隙内的波传播可以指数增长。在三维空间中，这对EP在$\vec{k}$空间中跨越两个同心球面，并在准能空间中以Ω为周期周期重复。然而，在$ε_r$是纯虚的情况下，k-能隙消失，准能空间中的能隙打开。我们的分析结果与时域有限差分（FDTD）模拟吻合得很好。对于$ε_r$中的二阶，对于实数和虚数$ε_r$的两种情况都发现了额外的EP对。
2018-08-02 physics.optics
Floquet Protocols of Adiabatic State-Flips and Re-Allocation of Exceptional Points
我们介绍了绝热状态翻转的Floquet哈密顿与非厄米特系统，它受到两个驱动方案的时间尺度有明确的分离的概念。快速（Floquet）调制方案是用来重新分配的例外点的参数空间中的系统和重新定义的拓扑特征的绝热循环调制与慢驱动方案。这种拓扑重组可以用来控制弗洛凯哈密顿量的两个本征模之间的绝热输运。所提出的方案提供了一定程度的绝热状态转移的可重构性，可以在光子学和微波领域的系统控制中找到应用。
2017-10-22 cond-mat.mes-hall physics.optics
Topological edge states in photonic Floquet insulator with unpaired Dirac cones
本文提出一种蜂窝晶格光子Floquet绝缘体，其光谱具有不成对狄拉克锥，可在相反子晶格失谐区域边界支持无谷间散射的单向拓扑边缘态，并用非零谷陈数表征其拓扑性质。
2024-07-06 physics.optics
Photonic Floquet Topological Insulators
拓扑绝缘体是一种全新的物质相，它具有一个惊人的特性，即电子的传导只发生在它的表面，而不是在本体内，而且这种传导是拓扑保护的。拓扑保护，即完全没有无序电子波的散射，也许是这种材料最迷人和技术上最重要的方面：它提供了只有超导体才知道的鲁棒性。然而，与超导和量子霍尔效应不同，它们需要低温或磁场，拓扑绝缘体对无序的免疫力发生在室温下，没有任何外部磁场。因此，拓扑保护在容错量子计算和自旋电子学中具有广泛的应用前景。最近，大量的理论研究致力于将这一概念引入光子学领域：实现光频率下光的拓扑保护。除了涉及有趣的新物理学之外，光子拓扑绝缘体还有望在光学隔离和稳健的光子传输方面应用。在这里，我们从理论上提出并实验证明了第一个光子拓扑绝缘体：一个光子晶格表现出拓扑保护的晶格边缘上的运输，而不需要任何外部字段。该系统由螺旋波导阵列组成，这些螺旋波导彼此渐逝地耦合，并且布置在石墨烯状蜂窝晶格中。波导的手征性导致无散射的单向边缘状态，其在拓扑上被保护免受散射。
2012-12-13 cond-mat.mes-hall cond-mat.mtrl-sci cond-mat.other
Period-doubled Floquet Solitons
本研究提出并实验验证了光子拓扑绝缘体体内周期为驱动周期两倍的Floquet孤子，基于飞秒激光制备的周期性调制蜂窝晶格光波导与Kerr非线性实现，为探究驱动、拓扑与非线性的相互作用提供了可调平台。
2022-08-03 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas nlin.PS
Observation of extrinsic topological phases in Floquet photonic lattices
本研究观测了离散步走量子行走特有的非本征拓扑相，发现边缘态数量由离散步走幺正算符的拓扑不变量决定，打破了传统体-边对应关系，无需能隙闭合即可操控边缘态。
2024-12-18 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
Classical Petermann Factor as a Measure of Quantum Squeezing in Photonic Time Crystals
Korea Advanced Institute of Science and Technology（韩国科学技术院）；Chung-Ang University（中央大学）
经典彼得曼因子用于量化光子时间晶体中的量子压缩，通过设定噪声尺度和增强压缩动力学，为量子资源工程提供设计参数。
2026-07-28 physics.optics
Complex-gauge control of anomalous Floquet corner responses in a non-Hermitian physical-synthetic photonic lattice
College of Physics and Materials Science, Tianjin Normal University（天津师范大学物理与材料科学学院）
提出由物理谐振器坐标和合成频率坐标构成的非厄米Floquet光子晶格，通过两步调制协议实现手性行走，揭示零和π/T准能量下反常角对的三种物理层次，并展示复规范可调谐两周期角传播子的异常点。
2026-06-08 physics.optics quant-ph
Bloch-Landau-Zener dynamics induced by a synthetic field in a photonic quantum walk
量子行走是在相干系统中模拟动力学的过程。他们的实验实现被证明是揭示Floquet拓扑绝缘体中新现象的关键。在这里，我们在合成规范场的存在下实现了光子量子行走，该规范场模拟了电场对带电粒子的作用。通过调节两个准能带之间的能隙，我们研究了有趣的系统动力学，其特征在于布洛赫振荡和朗道-齐纳跃迁之间的相互作用。当准能量值为0和$π$的两个能隙都非常小时，Floquet动力学遵循弹道扩散。
2020-11-11 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas physics.optics
Full-Wave Harmonic Balance Framework for Dispersive Time-Varying Photonic Structures
School of Electrical and Computer Engineering, Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院电气与计算机工程学院）；School of Materials Science and Engineering, Georgia Institute of Technology（佐治亚理工学院材料科学与工程学院）
本研究提出全波谐波平衡框架，用于精确建模色散时变光子结构，经卷曲石墨烯圆柱、ITO基ENZ时空超表面验证，为相关有源光子结构设计提供通用平台。
2026-08-11 physics.optics
Quasi Normal Modes in Dispersive Photonic Time-Crystals
引入 Floquet 准正常模式描述光子时间晶体的瞬态响应，发现其具有例外点和相位自发锁定等非微扰特性，并揭示了大型腔趋近体波数带隙最大增益的极限行为。
2025-10-14 physics.optics
Topological Photonic Quasicrystals: Fractal Topological Spectrum and Protected Transport
我们表明，它是可能有一个拓扑相在二维准晶没有任何磁场施加，而是通过动态调制引入人工规范场。这种拓扑准晶表现出无散射的单向边缘状态，沿着系统的周长延伸，与普通准晶系统的状态相反，其特征在于幂律衰减。我们发现，这种Floquet拓扑准晶的光谱表现出丰富的分形（自相似）结构的拓扑“minigaps”，表现出一个全新的现象：分形拓扑系统。只有当系统尺寸足够大时，这些拓扑迷你间隙才会形成，因为它们的无间隙边缘状态深深地穿透到体中。因此，拓扑结构出现作为系统大小的函数，与拓扑相位可以完全由单位晶胞表征的周期性系统相反。我们证明了这个拓扑相的存在，通过使用一个拓扑指数（Bott指数）和通过研究的单向运输的无间隙边缘状态和它的鲁棒性存在的缺陷。我们的具体模型是螺旋光波导的彭罗斯晶格-光子Floquet准晶;然而，我们希望这种新的拓扑准晶相是普遍的。
2017-05-25 cond-mat.mes-hall physics.optics
Observation of unidirectional soliton-like edge states in nonlinear Floquet topological insulators
二维固态拓扑材料的一个显著特征是存在对无序散射不敏感的导电电子边缘态。这种单向边缘状态已经在固态电子系统之外的许多实验环境中进行了探索，包括光子器件，机械和声学结构等。了解拓扑态在粒子间相互作用和非线性存在下的行为是非常有趣的。在这里，我们实验证明了单向类孤子的非线性态的光子拓扑绝缘体的边缘组成的激光写入波导。由于周围玻璃的光学克尔非线性，类孤子波包形成无衍射相干结构，由于系统的固有无间隙性，该结构缓慢地辐射功率。类孤子边缘态的实现为理解非线性系统和粒子间相互作用系统中的拓扑现象铺平了道路。
2020-10-22 cond-mat.mes-hall cond-mat.quant-gas nlin.PS
Edge Solitons in Nonlinear Photonic Topological Insulators
我们从理论上证明了光子拓扑绝缘体可以支持边缘孤子，这些边缘孤子具有很强的自局域性，并且沿着晶格边缘单向传播。光子拓扑绝缘体由耦合螺旋波导的Floquet晶格组成，在具有局部克尔非线性的介质中。线性晶格的拓扑相位对孤子的行为有很大的影响。拓扑非平凡相给出了一个连续的孤子族，而拓扑平凡相给出了一个嵌入的孤子，发生在一个单一的权力，并产生自诱导的局部非线性位移的站点间耦合。孤立子可用于非线性开关和逻辑运算，这些功能在拓扑光子学中尚未被探索。我们演示了利用孤子通过窄通道进行选择性滤波，以及利用孤子碰撞进行光开关。
2016-09-14 cond-mat.mes-hall physics.optics
Vector Topological Edge Solitons in Floquet Insulators
我们引入拓扑矢量边缘孤子的Floquet绝缘体，由两个蜂窝阵列的螺旋波导具有相反方向的旋转在一个聚焦的非线性光学介质。接触放置的两个阵列的锯齿形边缘在具有不同拓扑结构的两个结构之间创建锯齿形界面。这种光子绝缘体的一个特征是，在线性极限下，它同时支持两个阵列之间的界面处的两个拓扑保护的手征边缘状态。当存在非线性时，亮或暗标量Floquet边缘孤子都可以从线性拓扑边缘态分叉。这样的孤子是单向的，并在两个方向上，由于非线性自作用沿界面，并作为一个边缘状态跨界面本地化。两个平均群速度相等的边缘态的存在使得稳定的拓扑矢量边缘孤子的存在成为可能。在我们的情况下，这些是非线性耦合的亮和暗孤子分叉的拓扑Floquet边缘状态的不同分支。本文对上述连续系统中的标量和矢量小振幅Floquet包络孤子提出了一种新的数学描述。重要的是，对于未来的光子器件的设计的基础上Floquet边缘孤子，我们发现，后者可以描述的非线性薛定谔方程的模式包络平均超过一个旋转周期的演化坐标。
2020-03-13 nlin.PS physics.optics
Unidirectional light transport in dynamically modulated waveguides
光子拓扑绝缘体表面的单向边缘态在通信、非线性光学和量子光学中具有重要的应用价值。此外，当光子拓扑绝缘体中的互易性被破坏时，这些状态提供了对无序的保护，这对于慢光应用特别重要。然而，实现这种单向边缘状态需要构造二维结构。在这里，我们展示了如何单向Floquet带可以出现在纯一维，绝热调制的动态系统，在对比中所需的更高的维度在拓扑绝缘体。我们还表明，使用现实的实验参数，这一概念可以实现使用耦合谐振腔光波导和光子晶体波导。此外，我们说明了相关的保护，防止混乱，并发现它是一个新的性质相比，Floquet拓扑绝缘体。
2018-04-12 physics.optics
