光机械梯中拓扑极化激元的操控及其在拓扑保护器件设计中的应用

【字体: 时间:2025年07月02日 来源:Laser & Photonics Reviews 10

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  来自某研究团队的研究人员通过构建光学Su-Schrieffer-Heeger (SSH)链与机械SSH链耦合的光机械梯系统,首次实现了拓扑极化激元的可控操纵。研究发现,光机械相互作用可诱导出超越传统SSH模型的六分区相图,并意外观测到单相内六边缘态共存及边界偏移局域化现象。通过驱动参数绝热调制,成功模拟出高陈数二维陈绝缘体,为拓扑光子-声子杂化系统及抗干扰器件设计提供了新范式。

  

这项突破性研究揭示了光机械梯系统中拓扑极化激元(optical-mechanical polaritons)的非凡特性。通过将光学Su-Schrieffer-Heeger(SSH)链与机械SSH链耦合,研究人员构建出新型杂化量子系统。相图分析显示,该系统存在由四条边界划分的六个拓扑相区,各相可通过贝里相位(Berry phase)精准表征。

令人惊奇的是,当光学和机械SSH链均处于拓扑平庸相时,光机械相互作用(optomechanical interaction)竟能自发催生拓扑非平庸的极化激元态。更反直觉的是,在仅有两个拓扑非平庸能带的相区内,系统同时存在六种边缘态(edge states),且部分态呈现"边界邻近非边界"的特殊局域特征。

研究团队进一步通过驱动振幅和频率的周期性绝热调制,成功模拟出具有高陈数(Chern number)的二维陈绝缘体(Chern insulator)。该成果不仅为拓扑量子态调控提供了全新维度,更对设计抗干扰的极化激元器件(polaritonic devices)具有深远意义,有望推动拓扑保护声子-光子混合器件的发展。

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