研究團隊利用能谷-贗自旋耦合原理,在絕緣層硅(SOI,silicon-on-insulator)上制備出能谷光子晶體平板。該拓撲光學結構具有~40nm的特征尺寸,其光子模式(因工作于光錐以下)能夠較好地局域在平板內,抑制了平板外損耗。他們制備了直線形、Z形和Ω形等三種拓撲光學通道,測量出高透平頂透射光譜帶,證實了近紅外波段下拓撲保護的寬帶抗散射傳輸。采用硅微盤技術產生相位渦旋源,無需低溫和強磁等極端環境,實現了拓撲界面態的選擇性激發,實現了亞微米量級耦合長度的寬帶光子路由行為,驗證了能谷-贗自旋耦合等拓撲光學原理。
?在硅基平臺上證實拓撲光子學原理,是目前國際學術前沿的聚焦度較高的領域之一。研究團隊過去在拓撲光子學原理方面的工作,多次引起國際同行關注,論文入選ESI高被引。該工作中,他們深入系統地發展出硅基拓撲光學等關鍵理論,攻克了數十納米加工工藝等關鍵技術,率先在硅基光子平臺與拓撲光子學之間建立了聯系,突破了單一自由度調控的傳統框架,提出了硅基中多自由度耦合的多維調控新機制,為微納光學與光子學、光二極管等關鍵光子芯片器件、混合集成光子學、高保真光量子信息光學、非線性光學等領域,提供了新方法和新思路。
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