拓扑保护下光单向传输器件的开发和应用

基本信息
批准号:11874274
项目类别:面上项目
资助金额:64.00
负责人:杭志宏
学科分类:
依托单位:苏州大学
批准年份:2018
结题年份:2022
起止时间:2019-01-01 - 2022-12-31
项目状态: 已结题
项目参与者:肖义鑫,杨玉婷,徐涛,赵伟,刘冰冰,贾子源
关键词:
拓扑绝缘体光子晶体光学单向传输器件
结项摘要

It is of vital application value in optical communications that one-way propagation of light can be achieved immune to scattering. The recent realizations of optical analogy to quantum spin Hall effect and Valley Hall effect in condensed matter physics using photonic crystals open the opportunity to introduce topological insulator theory for the design of one-way optical devices. In this proposal, based on the theory of topological insulators, the applicants intend to carry out the following theoretical and experimental studies:.1).To optimize the photonic crystal structures with optical quantum spin Hall effect and optical valley Hall effect, to be able to work at optical wavelengths;.2).To improve the one-way optical device performance by incorporating both the optical quantum spin Hall and valley Hall topologically protected light propagation mechanisms; .3).To study the peculiar physical properties of the finite-sized topological photonic crystal structures..The applicants hope that novel optical one-way device prototypes can be designed and fabricated based on the optimized topological photonic crystal structures and the new optical phenomena observed can verify the latest condensed matter theory and pave the road to next-generation optical components.

让光不受杂质和路径的影响进行单向传输在光通信上具有重大的应用价值。最新科研发现,量子自旋霍尔效应和谷霍尔效应的光学类比都可以利用光子晶体系统加以实现。本项目拟基于拓扑绝缘体理论,借助拓扑光子晶体结构调控,设计出工作在光学频段的具拓扑保护的光单向传输器件原型。开展:1) 对具备光学量子自旋霍尔效应和光学谷霍尔效应的光子晶体结构的构型优化;2) 协同光学量子自旋霍尔效应与光学谷霍尔效应两大拓扑保护物理机制,提升光学单向器件的性能;3) 研究有限尺寸拓扑光子晶体结构的奇异物理特性 等三个方面的理论及实验研究。希望通过优化和完善光学量子自旋霍尔效应和光学谷霍尔效应平台,开发新型光学单向器件;并籍由新光学现象的发现验证凝聚态物理的最新进展,为新一代光学元件的设计提供崭新思路。

项目摘要

拓扑物理的发展为下一代光通信技术提供了让光不受杂质和路径的影响进行单向传输的拓扑界面态。基于光学量子自旋霍尔效应和光学谷霍尔效应的光子晶体平台,本项目基于拓扑绝缘体理论,借助拓扑光子晶体结构调控,成功开展了:1) 对同时具备光学量子自旋霍尔效应和光学谷霍尔效应的光子晶体结构的构型优化,发现了拓扑角态产生的新规律;2) 设计构建了包括拓扑微腔、拓扑赝自旋控制器等光学器件,解决了拓扑界面态与传统光波导的耦合问题;3) 扩展了拓展拓扑物理在其他经典波动体系的实现,在光学超材料、拓扑电路、可重构声学拓扑超材料等三个方面发现了人造规范场和反手性界面态等新奇有趣的物理现象。通过理论结合实验,本项目在成功将拓扑引致的光单向传输界面态推向实际应用的同时,发展了新的经典波动实验平台用于验证凝聚态物理的最新进展。

项目成果
{{index+1}}

{{i.achievement_title}}

{{i.achievement_title}}

DOI:{{i.doi}}
发表时间:{{i.publish_year}}

暂无此项成果

数据更新时间:2023-05-31

其他相关文献

1

感应不均匀介质的琼斯矩阵

感应不均匀介质的琼斯矩阵

DOI:10.11918/j.issn.0367-6234.201804052
发表时间:2019
2

基于混合优化方法的大口径主镜设计

基于混合优化方法的大口径主镜设计

DOI:10.3788/AOS202040.2212001
发表时间:2020
3

连续视程人工晶状体植入术后残余散光对视觉质量的影响

连续视程人工晶状体植入术后残余散光对视觉质量的影响

DOI:10.3760/cma.j.cn112142-20210918-00435
发表时间:2022
4

倒装SRAM 型FPGA 单粒子效应防护设计验证

倒装SRAM 型FPGA 单粒子效应防护设计验证

DOI:
发表时间:2016
5

基于卷积神经网络的链接表示及预测方法

基于卷积神经网络的链接表示及预测方法

DOI:
发表时间:2018

杭志宏的其他基金

批准号:11574226
批准年份:2015
资助金额:73.00
项目类别:面上项目
批准号:11304215
批准年份:2013
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目

相似国自然基金

1

基于拓扑性实现光波单向传输的光子晶体结构研究

批准号:11704275
批准年份:2017
负责人:张明达
学科分类:A2202
资助金额:25.00
项目类别:青年科学基金项目
2

高TC超导电子器件的开发和应用

批准号:68741037
批准年份:1987
负责人:吴培亨
学科分类:F0122
资助金额:7.00
项目类别:专项基金项目
3

应用左手介质光子晶体实现光波单向传输的理论研究

批准号:11247277
批准年份:2012
负责人:费宏明
学科分类:A25
资助金额:4.00
项目类别:专项基金项目
4

单向波导及其在小型化非互易器件上的应用

批准号:61372005
批准年份:2013
负责人:沈林放
学科分类:F0122
资助金额:84.00
项目类别:面上项目