单层光子石墨烯中平带的几何工程

光子平带由于其局域光和高的态密度，在强光-物质相互作用、非线性光学和传感方面具有巨大潜力。然而，实现这些平带通常需要复杂的制造工艺、完美的对准和/或专门的几何结构，并且缺乏通用的设计策略。在这项工作中，我们展示了一种简单而通用的策略，仅使用单层蜂窝状光子晶体板来工程化光线上方的辐射平带。通过施加密度波状几何扰动——晶格气孔的空间周期性位移——我们将来自光锥下方的固有平带态耦合到辐射连续体中。这种结构调制创建了一个高度各向异性的能带结构，在一个方向上表现出线性的狄拉克色散，在正交方向上表现出近乎平坦的色散，在能带极值处形成扩展的范霍夫奇点。此外，通过调整调制的傅里叶分量，我们可以操纵狄拉克质量项以实现能带反转，并在两个拓扑不同的相之间切换。作为一个应用，我们展示了一个位于两个具有相反狄拉克质量的畴交界处的Jackiw-Rebbi界面态，该界面态沿界面也表现出平带色散。这种密度波扰动方法为编程复杂的光子能带色散提供了一个概念清晰且制造友好的平台，为拓扑光子学和实用平带光电器件开辟了新途径。