东南大学最新Nature

背景：拓扑光子结构凭借对无序免疫的鲁棒单向传播特性而备受关注，但传统拓扑绝缘体设计中，大部分体区被禁用，仅在界面形成窄波导，导致拓扑鲁棒性与空间效率之间存在根本权衡。研究目的：东南大学、香港科技大学和南京大学的研究团队旨在打破这一固有观念，实现既具拓扑鲁棒性又能高效利用空间的光子导引结构。他们提出一种无绝缘体拓扑波导架构，通过结合时间反演和反演对称性破缺，在旋磁蜂窝光子晶体中实现四个不等价的光子谷半半金属（PVHSMs），并以并行循环方式排列。结论：这种多车道配置使每个畴区同时作为波导和拓扑屏障，实现100%空间利用效率的多车道单向导光，支持交替单向传输、任意锐弯鲁棒传输和几何形变调控，为高密度集成光子芯片和拓扑光路提供了全新设计范式。