光電資訊與能源工程學院、數理學院柯少林副教授，依託光學資訊與模式識別湖北省重點實驗室，在非厄米光子拓撲絕緣體研究領域取得一系列研究進展，相關成果發表在《光學快報》（Optics Letters，1篇）、《物理評論A》（Physical Review A，1篇）、和《光學快訊》（Optics Express，2篇）國際著名期刊上。
如何有效地控制光子傳輸不僅具有重要的基礎研究意義，也對實現下一代光學集成晶片起著至關重要的作用。然而現時的光器件主要依賴於MZ干涉儀，其大規模的集成受到串擾和缺陷或者無序擾動引起的散射這兩個重要問題。而最近幾年，人們將拓撲這個新自由度引入到光學系統，為控制光子傳播提供了新方法。利用受拓撲保護的邊界態，能够有效减小結構中的缺陷和無序擾動引起的背向散射和傳輸損耗。這種拓撲保護通道的數目和存在條件通常可以通過體邊對應關係來確定。然而在考慮到結構中增益和損耗的作用，體邊對應關係受到了極大地挑戰。微環諧振腔是光子集成中的重要元件，一直是人們研究的重點。針對如何在微環諧振腔中實現非厄米拓撲絕緣體並對光子進行調控這一主題，柯少林博士做出了系列工作，為微納結構中實現穩定的光子傳播提供了新的方案，有望應用於低功率濾波器、雷射器和吸波元件。
3月15日，美國光學學會旗下著名期刊《光學快報》線上刊發了柯少林博士題為《Square-root non-Bloch topological insulators in non-Hermitian ringresonators》的研究論文。平方根拓撲絕緣體是最近提出的一種新型絕緣體，其複雜的拓撲性質可以通過對原始哈密頓量的數學變換來解釋。這項工作將平方根拓撲絕緣體擴展到微環諧振陣列中，通過引入虛規範勢建立了環形腔非厄米非對稱耦合的模型。平方根絕緣體既繼承了原系統的非布洛赫特性和趨膚效應，又表現出額外的拓撲效應。
6月14日，美國物理學會旗下物理學權威期刊《物理評論A》線上刊發了柯少林博士題為《Photonic non-Bloch quadrupoletopological insulators in coupled ring resonators》的研究論文。該論文提出了利用微環諧振器來構造非布洛赫四極子拓撲絕緣體的方法。利用連接環可以方便地引入負耦合和非厄米不對稱耦合，而耦合的大小和不對稱程度可以分別通過空間間隔距離和增益損耗量靈活調節。隨後，具體研究討論了趨膚模和拓撲角模的存在條件和物理起源，並證明了二階趨膚模的位置依賴於模式的轉動方向。
實現高階非布洛赫拓撲絕緣體的等效晶格、耦合實現管道和微環陣列結構示意圖
7月19日美國光學學會旗下著名期刊《光學快訊》線上刊發了柯少林博士題為《Steering non-Hermitian skin modes by synthetic gauge fields inoptical ring resonators》的研究論文。該研究指出，在微環諧振腔中並不需要直接產生非厄米非對稱耦合，而利用光子合成規範勢和增益損耗相互作用也能產生趨膚效應，為實驗觀測提供了更直接的方案。
7月16日《光學快報》再次刊發了柯少林博士題為《Non-Hermitian flat bands in rhombic microring resonator arrays》的研究論文。該研究利用微環陣列實現了由非厄米引起的平帶局域，並系統地解釋了平帶和拓撲之間的聯系，為解釋平帶系統的拓撲起源提供了重要方法。
這四項工作是與華中科技大學教授祝雪豐、王兵以及博士生林澤錕、丁露合作完成的，柯少林博士為這幾篇論文的通訊作者。以上工作得到了國家自然科學基金的支持。
論文連結：
https://www.osapublishing.org/oe/fulltext.cfm？uri=oe-29-6-8462&id=448775
https://journals.aps.org/pra/abstract/10.1103/PhysRevA.103.063507
https://www.osapublishing.org/ol/abstract.cfm？uri=ol-46-15-3512
https://www.osapublishing.org/oe/fulltext.cfm？uri=oe-29-15-24373&id=453355
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