我校物理學(xué)院、光電材料與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室董建文教授研究團(tuán)隊(duì)提出了二階拓?fù)涔庾泳w平板的方案/概念，并實(shí)現(xiàn)了拓?fù)浔Ｗo(hù)拐角模式的微波近場(chǎng)測(cè)量。該工作以“Direct observation of corner states in second-order topological photonic crystal slabs”為題，于6月14日在Physical Review Letters在線(xiàn)發(fā)表。

光子晶體平板是實(shí)現(xiàn)諸如負(fù)折射、慢光、激射等新型光場(chǎng)調(diào)控的重要平臺(tái)。高深徑比的要求增加了介質(zhì)柱光子晶體結(jié)構(gòu)樣品制備的難度。該結(jié)構(gòu)中的類(lèi)橫電和類(lèi)橫磁模式串?dāng)_問(wèn)題也給實(shí)驗(yàn)測(cè)量帶來(lái)難度。

受湖面呈倒影這一生活現(xiàn)象的啟發(fā)，我校物理學(xué)院董建文教授研究團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)了以完美電導(dǎo)體作為襯底的新型光子晶體平板結(jié)構(gòu)，完美電導(dǎo)體的引入不僅通過(guò)加倍介質(zhì)柱的等效高度來(lái)降低實(shí)驗(yàn)樣品制備難度，還通過(guò)抑制類(lèi)橫電模式來(lái)消除模式串?dāng)_對(duì)實(shí)驗(yàn)測(cè)量的影響，巧妙地克服了上述難題。

以完美電導(dǎo)體為襯底的新型光子晶體平板、微波近場(chǎng)測(cè)量掃場(chǎng)平臺(tái)及其實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果

基于這一新型光子晶體平板結(jié)構(gòu)，研究團(tuán)隊(duì)完成了零維拐角模式的實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證。零維拐角模式是二階拓?fù)涔庾泳w與拓?fù)淦接构庾泳w形成拐角時(shí)支持的本征模式，其中由偶極極化的一維邊界態(tài)構(gòu)建的零維拐角模式因其實(shí)驗(yàn)難度大還仍未被實(shí)驗(yàn)證實(shí)。團(tuán)隊(duì)利用高精度微波近場(chǎng)掃描平臺(tái)對(duì)該零維拐角模式進(jìn)行了直接成像，實(shí)驗(yàn)測(cè)量結(jié)果與數(shù)值模擬結(jié)果高度吻合，提供了強(qiáng)有力的實(shí)驗(yàn)證據(jù)。零維拐角模式為諸如高品質(zhì)因子腔模等新型光場(chǎng)調(diào)控提供了設(shè)計(jì)新思路，同時(shí)在增強(qiáng)光學(xué)非線(xiàn)性效應(yīng)、片上激光光源和光學(xué)傳感等方面也具有潛在的應(yīng)用前景。

該研究工作由董建文教授研究團(tuán)隊(duì)獨(dú)立完成（中山大學(xué)為唯一署名單位），第一作者是陳曉東副教授，博士生鄧偉民和石福隆是共同第一作者。該工作得到教育部青年長(zhǎng)江、國(guó)家優(yōu)青基金項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金青年基金、廣東省自然科學(xué)基金、廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目，以及光電材料與技術(shù)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和物理學(xué)院的大力支持。

論文鏈接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.122.233902