可见光波段的 Z_2 光子拓扑绝缘体用于鲁棒纳米尺度光子学
光学
2020-03-18 v1 应用物理
摘要
拓扑光子学为展示新颖能带拓扑概念提供了理想平台，并且在鲁波导、通信与计算应用方面颇具前景。然而，极大器件尺寸与短波长下的功能实现等诸多挑战仍有待解决，这些是制造实用且有用、并能与许多重要有机与无机半导体中的电子激发耦合的器件所必需的。在本快报中，我们报道了 Z_2 光子拓扑绝缘体的实验实现，其拓扑边缘态能量跨越可见光波段，包括亚 500 nm 区间。该光子结构基于保留六重旋转对称性的形变六角晶格，图案化于悬浮 SiNx 薄膜上。拓扑晶格的实验测量能量-动量色散直接显示了体能带亮度交换所致的拓扑能带反转，以及靠近拓扑界面测量时所见的螺旋边缘态。实空间中螺旋边缘模的鲁棒拓扑传输通过成功将圆偏振光束单向导引穿过急弯而无显著信号损耗得以证明。该工作为短波长下小尺寸光子拓扑器件铺平了道路，此类器件亦可耦合激子以实现纳米尺度非寻常光-物质相互作用。
引用
@article{arxiv.2001.01979,
title = {Z_2 Photonic topological insulators in the visible wavelength range for robust nanoscale photonics},
author = {Wenjing Liu and Minsoo Hwang and Zhurun Ji and Yuhui Wang and Gaurav Modi and Ritesh Agarwal},
journal= {arXiv preprint arXiv:2001.01979},
year = {2020}
}