二维太赫兹拓扑光子晶体的远场探测

摘要：

随着量子霍尔效应(QHE)在凝聚态物理中的深入研究,一类具有非平庸特性的新型材料——拓扑绝缘体引起了人们极大的兴趣.与此同时,随着人工超材料的发展,一种可以产生新型单向传输模式且无背散射的拓扑光子晶体(Topological Photonic Crystals)引起非常大的关注.在本文中,根据时空反演对称性和量子自旋霍尔效应(QSHE)理论,我们构建了一个工作频率在太赫兹波段的拓扑光子晶体,当扩展或压缩六角蜂窝状晶格时,空间反演对称性会被打破,从而打破能带简并实现光子能隙结构,将具有相反拓扑特性的光子晶体摆放在一起,在它们的交界面可实现具有单向传输且不受缺陷影响的拓扑边界态.本文在太赫兹波段实验表征了该拓扑光子晶体的反射谱特性,发现扩展和压缩六角蜂窝状晶格获得的拓扑光子晶体的反射谷频率分别对应他们各自第一能带p±在Γ点处的频率,由此可得知光子能隙的宽度,为拓扑光子晶体的验证提供了新的手段.

关键词：拓扑、光子晶体、量子自旋霍尔效应、边界态、反射谱

所属期刊栏目：51

资助基金：国家自然科学基金;国家重点基础研究发展计划

在线出版日期：2021-06-24（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：64-70