利用轨道诱导合成通量的光子四极拓扑绝缘体
光学
2022-11-22 v1
摘要
多原子分子与晶体结构的丰富物理性质在很大程度上由原子轨道的底层几何与连通性决定。这一轨道自由度也已有效用于在一些合成材料中引入结构多样性，包括极化子晶格、非线性光子晶格以及光晶格中的超冷原子。特别是，具有不同宇称表示的轨道（如 和 轨道）的混合，已被证明对于生成需要交替相位模式的系统（如晶格内耦合的符号）尤其有用。在此我们表明，通过进一步打破此类混合轨道晶格的对称性，可以产生穿过晶格的合成磁通量。这一能力允许在合成玻色平台中生成多极高阶拓扑相，其中每个晶格元胞需要 磁通量穿过，而迄今为止仅通过使用定制的连通性图案实现。我们利用这一见解，在利用具有 和 轨道型表示的模式的二维波导晶格中实验演示了四极光子拓扑绝缘体。我们通过观察受保护的零维态（在空间上局域于角部）的存在，并确认这些态位于带隙中，证实了系统的非平凡四极拓扑。我们的方法也适用于更广泛的不允许定制连通性的时间反演不变合成材料，例如具有纳米尺度几何的材料，其中合成磁通量至关重要。
引用
@article{arxiv.2204.06238,
title = {Photonic quadrupole topological insulator using orbital-induced synthetic flux},
author = {Julian Schulz and Jiho Noh and Wladimir A. Benalcazar and Gaurav Bahl and Georg von Freymann},
journal= {arXiv preprint arXiv:2204.06238},
year = {2022}
}