光子能带的群论

光子晶体与超材料的广泛应用得益于三维亚波长结构巨大的设计空间。本工作中，我们研究了具有时间反演对称性的全部 230 个空间群对光子色散的群论约束。我们的理论仔细处理了光子能带在零频率与零动量处的独特奇点，这使其区别于电子能带。结果以零频率~($M$)和非零频率~($M'$)处的最小能带连通性给出。在不允许第二与第三光子能带间带隙的空间群中，拓扑能带简并必然出现~($M>2$)。我们的工作为光子学设计中空间对称性的选择提供了理论指导。