三层拓扑光子晶体异质结构中的大面积量子自旋霍尔波导态
光学
2023-04-26 v2 介观与纳米尺度物理
摘要
拓扑光子边缘态通常形成于拓扑平庸与非平庸光子晶体两域的界面。近期利用光子量子霍尔与量子谷霍尔效应的工作表明，在由具狄拉克锥的有限宽度域夹于两个具相反拓扑性质的光子晶体域之间的三层拓扑异质结构中，可产生大面积拓扑波导态。本工作中，我们展示利用量子自旋霍尔效应的光子类比可产生一种新型大面积拓扑波导态。以拓扑光子学中常用的Wu-Hu模型为例，我们展示将具双狄拉克锥的有限宽度光子晶体域夹于膨胀与收缩晶胞两域之间，可在中间域均匀涌现大面积拓扑螺旋波导态。重要的是，我们揭示了这些大面积螺旋态所处带隙尺寸随中间域宽度变化的幂律标度关系，这意味着这些大面积模原则上可存在于任意宽度的中间域中。此外，明确展示了这些大面积波导模的赝自旋-动量锁定单向传播及对尖角弯曲的鲁棒性。我们的工作拓展了可用于大面积模赋能拓扑波导的光子系统与平台。
引用
@article{arxiv.2210.09491,
title = {Large-area quantum-spin-Hall waveguide states in a three-layer topological photonic crystal heterostructure},
author = {Zhihao Lan and Menglin L. N. Chen and Jian Wei You and Wei E. I. Sha},
journal= {arXiv preprint arXiv:2210.09491},
year = {2023}
}
备注
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