近日，北京理工大學(xué)物理學(xué)院路翠翠教授等人，提出利用光子晶體晶格平移和旋轉(zhuǎn)等方式構(gòu)建多頻率合成維度拓?fù)?/span>態(tài)的方法，實(shí)現(xiàn)了芯片上拓?fù)洳屎?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=納米',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_8">納米光子器件，研究成果發(fā)表在Nature Communications上。 F+zHgE  
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以光子為信息載體的微納全光器件在光通信、光信息處理、光計(jì)算等領(lǐng)域有著重要應(yīng)用，是實(shí)現(xiàn)下一代光子芯片的核心元器件。器件尺寸越小，越有利于集成，然而，越小的器件性能受結(jié)構(gòu)參數(shù)誤差影響通常越大。拓?fù)涔庾討B(tài)由于受到拓?fù)浔Ｗo(hù)，與傳統(tǒng)的光子態(tài)相比，具有魯棒性和抗干擾等優(yōu)點(diǎn)，因此拓?fù)鋺B(tài)為微納全光器件的實(shí)現(xiàn)提供了新平臺(tái)。頻率作為光子的自由度，是傳輸信息的基本載體，因此多頻率傳輸是實(shí)現(xiàn)大數(shù)據(jù)信息處理的關(guān)鍵。已有的拓?fù)涔庾訉W(xué)報(bào)道幾乎都是針對特定能帶和特定頻段進(jìn)行研究，例如單向傳輸、高階拓?fù)�、拓�(fù)?span onclick="sendmsg('pw_ajax.php','action=relatetag&tagname=激光',this.id)" style="cursor:pointer;border-bottom: 1px solid #FA891B;" id="rlt_5">激光等，而在同一個(gè)結(jié)構(gòu)中實(shí)現(xiàn)多頻率拓?fù)鋺B(tài)的微納器件面臨困難。 B_c-@kl   
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北京理工大學(xué)物理學(xué)院路翠翠等人提出基于晶格平移和旋轉(zhuǎn)的光子晶體合成維度方法，用于構(gòu)建片上集成的多頻率拓?fù)湮⒓{光子器件，開辟了拓?fù)洳屎缥⒓{光子器件的研究方向。受Applied Physics Letters主編邀請，撰寫了“Perspective on the topological rainbow”的觀點(diǎn)展望文章（Sayed Elshahat, Chenyang Wang, Hongyu Zhang, Cuicui Lu,* Appl. Phys. Lett. 119, 230505, 2021）。由于器件受到拓?fù)浔Ｗo(hù)，在經(jīng)歷結(jié)構(gòu)縮放、隨機(jī)誤差、材料缺陷或雜質(zhì)干擾等情況時(shí)，只要光子晶體帶隙不閉合，這類基于合成維度的拓?fù)洳屎缥⒓{器件性能不受破壞而穩(wěn)定存在。 suX^"Io%!  
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通過發(fā)展近場光學(xué)顯微鏡技術(shù)，對合成維度光子晶體拓?fù)洳屎缂{米器件的表面電場給出了直接表征，每個(gè)光子晶格的電場分布清晰可見，不同頻率下的拓?fù)鋺B(tài)電場最大值出現(xiàn)在不同的晶格位置，在納米尺度芯片上實(shí)現(xiàn)了顯著的拓?fù)洳屎缧��?yīng)。發(fā)展的無孔散射式近場光學(xué)表征技術(shù)具有顯著優(yōu)點(diǎn)：樣品的形貌和光學(xué)信號(hào)能夠同步測量，因此可以直接提供光子晶體不同位置的電場振幅信號(hào)；無孔的原子力顯微鏡（AFM）探針由于其針尖只有20 nm尺寸，因此能夠深入到單個(gè)光子晶體空氣孔中，具有極高的分辨率。此外采用波導(dǎo)端面耦合激發(fā)方式提高激發(fā)效率，利用光纖收集樣品表面光纖信號(hào)同時(shí)具有高收集效率和低背景噪聲等優(yōu)勢。這也是在納米尺度上第一個(gè)片上集成的拓?fù)洳屎绻庾悠骷�，建立了拓�(fù)涔庾訉W(xué)前沿研究與硅基光子學(xué)成熟工藝的橋梁，為促進(jìn)拓?fù)涔庾訉W(xué)物理概念向光子芯片器件應(yīng)用的轉(zhuǎn)化提供了思路和機(jī)會(huì)。 SX?hu|g_r  
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