博科園：本文為光學與光子學類由紐約城市學院領導的一個研究小組，提出了一種在人造光子材料中捕捉光的新方法，這可能會極大地提高在線數據的傳輸速度。城市學院物理學家亞歷山大·B·哈尼卡耶夫領導的拓撲光子超材料的研究表明：超材料中的遠程相互作用改變了光波的共同行為，迫使它們在空間中局域化。
此外，研究表明，通過控制這種相互作用的程度，人們可以在光波的俘獲特性和擴展(傳播)特性之間切換。捕捉光的新方法，能設計出新型的光學諧振器，這可能會對日常使用的設備產生重大影響。這些設備的範圍從智慧型手機和Wi-Fi路由器中的天線，到光電子中用於以前所未有的速度，在網際網路上傳輸數據的光學晶片。
這項研究發表在《自然光子學》期刊上，題為「具有長程相互作用的光子Kagome晶體中高階拓撲態」。這是CCNY、CUNY研究生院的光子學倡議和俄羅斯聖彼得堡的ITMO大學合作項目。作為牽頭組織，CCNY發起了這項研究並設計了結構，然後在CCNY和ITMO大學進行了測試。
Khanikaev的研究夥伴包括：Andrea Alü、Li Mengyao Li、向尼(CCNY/CUNY)、Dmitry Zhirihin(CCNY/ITMO)、Maxim Gorlach、Alexey Slobozhanyuk(均為ITMO)和Dmitry Filonov(莫斯科物理與技術學院光子學和二維材料中心)。研究繼續擴展捕捉可見光和紅外光的新方法，這將進一步擴大該發現的可能應用範圍。
光子拓撲絕緣體實現了對缺陷和無序具有彈性的拓撲邊界模式，而與製造精度無關，此屬性稱為拓撲保護。雖然最初僅限於比拓撲絕緣子低1的模態維數，但新發現的高階拓撲絕緣子(HOTI)在更大維數範圍內提供拓撲保護。在新介紹了一種具有Kagome晶格的光子HoTI，它表現出拓撲體偏振，導致一維邊緣態的出現，以及限制在結構拐角的高階零維態出現。
有趣的是，除了近鄰相互作用引起的角態外，還發現了一類新的由長程相互作用引起、專用於光子系統的拓撲角態。研究結果表明，光子HOTI比凝聚態具有更豐富的物理特性，為設計具有獨特拓撲穩健性的新型設計者電磁態提供了機會。
博科園｜研究/來自：紐約城市學院參考期刊《自然光子學》DOI: 10.1038/s41566-019-0561-9博科園｜科學、科技、科研、科普
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