超蜂窝晶格中的矢量谷霍尔边缘孤子

从线性边缘态分岔并继承其拓扑保护、从而在传播中对无序与缺陷表现出免疫力的拓扑边缘孤子，在快速发展的拓扑光子学领域中引人瞩目。谷霍尔系统因无需外场或人工磁场或底层势的纵向调制即可涌现拓扑相，从实现拓扑边缘孤子的角度看尤为有趣。本文报道在超蜂窝晶格间畴壁上形成的多种矢量谷霍尔边缘孤子，包括亮-偶极、亮-三极、暗-亮与暗-偶极孤子。与常规标量拓扑孤子不同，此类矢量态可构造为来自不同分支且具有不同 Bloch 动量的边缘态上的包络孤子。此类矢量孤子可极为鲁棒，展现稳定长距离传播并能绕畴壁急弯通行。同一畴壁上反向传播谷霍尔边缘孤子的存在，使我们能研究其碰撞时的结构鲁棒性，碰撞可近弹性。我们的结果揭示了谷霍尔系统中孤子族的丰富性，并为光场操控与非线性拓扑功能器件设计开辟新前景。