中國科學家造出全新拓撲光子“高速路”分享到：
      香港中通社7月23日電 中國東南大學聯合南京大學、香港科技大學科研團隊完成全新拓撲光子器件研發，相關成果7月22日刊登在國際頂級期刊《Nature》，解決了光子芯片長期存在的空間浪費、通道干擾難題。
圖源：Nature網站截圖 拓撲光子波導是下一代光量子計算、高速光通信及高集成度光子集成電路的關鍵使能技術。隨著光通信和光子計算不斷發展，如何在有限面積內容納更多通道並減少反射和串擾，成為集成光子學的重要研究課題。 拓撲波導可有效抑制光傳輸中的反射損耗，但需依賴不可導波的絕緣層提供拓撲保護，空間利用率受到限制。“傳統拓撲波導好比是一條被寬厚隔離帶包圍的專用道路，雖然車輛行駛穩定，但真正用於通行的路面只佔一小部分。”論文共同通信作者、東南大學毫米波全國重點實驗室教授崔曉晗介紹，如果能將這條道路改造為多通道緊密排列的“高速公路”，每個通道既傳輸自身信號、也是鄰近通道的“護欄”，無需額外的隔離層，將有效提高通行效率。
圖源：東大新聞網 為實現這一目標，崔曉晗所在的跨校聯合團隊設計了四種特殊光子晶體——光子谷半準金屬，同時扮演波導和拓撲絕緣層的雙重角色。谷半準金屬按照特定順序排列後，形成四條空間上並行的單向通道，各通道協同工作，在保證拓撲單向傳輸的同時，實現“高速公路”100%的空間利用率。 電磁仿真和微波實驗結果顯示，四個單向導波通道的電磁波通過60度、90度和120度急彎時仍能沿預定通道單向傳播，反向散射和通道串擾受到有效抑制。與傳統拓撲波導中光主要集中在狹窄界面附近不同，新結構中的波可以分布在整個通道內。通過改變通道的寬度和形狀，還可以使場分布發生展寬、壓縮或橫向移動，為在緊凑空間內同時實現信號傳輸和波場形貌調控提供了新的可能。（完） 【編輯：彭玉婷】
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