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能带反转翻转连续域中束缚态的卷绕数

光学 2026-05-12 v2

摘要

光子板与超表面中的连续域中束缚态(BICs)表现为动量空间中的偏振奇点,由整数卷绕数表征。该卷绕数被广泛视为稳健的拓扑标记,在结构平滑形变下保持不变。此处我们表明这种稳健性在能带反转下失效。利用开放周期光子结构的一般两能带理论,我们证明带边 BIC 处的能带反转会反转局域远场偏振图并翻转 BIC 卷绕数,wBICwBICw_{\rm BIC}\to -w_{\rm BIC},\emph{无需}动量空间中的任何缺陷动力学。我们在可调亚波长光栅中验证了该预测,其中偏振层析直接成像了反转,并在多带矩形与三角形光子晶格中数值确认。因此能带反转成为支配非厄米光子能带结构中偏振奇点拓扑的关键机制。

关键词

引用

@article{arxiv.2211.09884,
  title  = {Band Inversion Flips the Winding of Bound States in the Continuum},
  author = {Paul Bouteyre and Dung Xuan Nguyen and Loïc Malgrey and Zhiyi Yuan and Guillaume Gachon and Taha Benyattou and Xavier Letartre and Pierre Viktorovitch and Ségolène Callard and Guangwei Hu and Shanhui Fan and Lydie Ferrier and Hai Son Nguyen},
  journal= {arXiv preprint arXiv:2211.09884},
  year   = {2026}
}