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人(ren)(ren)們(men)對自(zi)然(ran)界(jie)中(zhong)物(wu)(wu)(wu)質(zhi)相(xiang)和物(wu)(wu)(wu)態調控的(de)(de)研究(jiu)是不(bu)斷(duan)深入(ru)的(de)(de)。近年來，拓(tuo)撲(pu)絕緣體的(de)(de)研究(jiu)打破了(le)人(ren)(ren)們(men)對于傳(chuan)(chuan)統(tong)體-邊對應(ying)原理的(de)(de)認知(zhi)，發現了(le)一(yi)種不(bu)同于傳(chuan)(chuan)統(tong)拓(tuo)撲(pu)相(xiang)的(de)(de)新(xin)型拓(tuo)撲(pu)絕緣體-高階拓(tuo)撲(pu)絕緣體(HOTI)。此外，連續譜中(zhong)的(de)(de)束縛態（BIC）也一(yi)直是研究(jiu)者們(men)關(guan)注(zhu)的(de)(de)前(qian)沿課題。那么，很自(zi)然(ran)的(de)(de)問題是，高階拓(tuo)撲(pu)態和連續譜中(zhong)的(de)(de)束縛態是否有關(guan)系？非線性與該類拓(tuo)撲(pu)結構(gou)的(de)(de)相(xiang)互(hu)作用又具有怎樣的(de)(de)動力學過程(cheng)？這些問題的(de)(de)探索對基(ji)礎物(wu)(wu)(wu)理概念的(de)(de)理解和開發新(xin)穎(ying)光(guang)子學器件(jian)都(dou)有重(zhong)要意義。
南開大(da)學物(wu)(wu)理(li)學院/泰達應用物(wu)(wu)理(li)研(yan)究(jiu)院陳(chen)志(zhi)剛、許京軍教授(shou)領導的(de)(de)課題組與克羅地(di)亞(ya)薩格勒布大(da)學、加拿大(da)國立(li)科(ke)學研(yan)究(jiu)院的(de)(de)課題組合作(zuo)(zuo)研(yan)究(jiu)，首次從實(shi)驗和理(li)論上研(yan)究(jiu)了(le)一種具有(you)特殊對稱(cheng)性(xing)的(de)(de)拓(tuo)撲(pu)(pu)晶格，展示了(le)HOTI與BIC的(de)(de)有(you)機結合以及非(fei)(fei)(fei)線(xian)性(xing)對屬于非(fei)(fei)(fei)帶隙(xi)束縛態的(de)(de)高階(jie)拓(tuo)撲(pu)(pu)態的(de)(de)有(you)效調控。發現了(le)弱非(fei)(fei)(fei)線(xian)性(xing)條件下(xia)高階(jie)拓(tuo)撲(pu)(pu)角態與拓(tuo)撲(pu)(pu)邊界態之(zhi)間(jian)(jian)的(de)(de)相互轉化(hua)以及強(qiang)非(fei)(fei)(fei)線(xian)性(xing)作(zuo)(zuo)用下(xia)拓(tuo)撲(pu)(pu)角態到(dao)空間(jian)(jian)孤子的(de)(de)演化(hua)。該工(gong)作(zuo)(zuo)不僅啟發了(le)人們對高階(jie)拓(tuo)撲(pu)(pu)物(wu)(wu)理(li)中非(fei)(fei)(fei)線(xian)性(xing)效應的(de)(de)認識，也為(wei)利用高階(jie)拓(tuo)撲(pu)(pu)態實(shi)現新型拓(tuo)撲(pu)(pu)光腔帶來前景(jing)。研(yan)究(jiu)成果近期以"Nonlinear control of photonic higher-order topological bound states in the continuum"為(wei)題在(zai)線(xian)發表在(zai)國際頂尖期刊(kan)Light: Science & Applications上。
非線(xian)性調控連續譜中的(de)高階(jie)拓撲(pu)態(tai)。a-b分別(bie)為(wei)(wei)強非線(xian)性和弱非線(xian)性調控下的(de)示意圖；c-e分別(bie)為(wei)(wei)線(xian)性拓撲(pu)角態(tai)模式、弱自(zi)聚(ju)焦(jiao)和強自(zi)聚(ju)焦(jiao)非線(xian)性條件(jian)下的(de)實驗結果
南開(kai)(kai)大(da)學(xue)為(wei)(wei)第(di)一(yi)完成單位，南開(kai)(kai)大(da)學(xue)博(bo)士生胡志(zhi)嬋、南開(kai)(kai)大(da)學(xue)/加(jia)拿(na)大(da)國立科學(xue)研(yan)究院的博(bo)士后D.Bongiovanni為(wei)(wei)共(gong)同第(di)一(yi)作者。南開(kai)(kai)大(da)學(xue)講(jiang)席(xi)教(jiao)(jiao)(jiao)授陳(chen)志(zhi)剛、南開(kai)(kai)大(da)學(xue)特聘(pin)教(jiao)(jiao)(jiao)授/克羅(luo)地亞薩(sa)格勒布大(da)學(xue)教(jiao)(jiao)(jiao)授H.Buljan為(wei)(wei)共(gong)同通訊(xun)作者。合作者還包括南開(kai)(kai)大(da)學(xue)教(jiao)(jiao)(jiao)授宋(song)道紅和加(jia)拿(na)大(da)國立科學(xue)研(yan)究院教(jiao)(jiao)(jiao)授R.Morandotti等。相關工作得到了國家科技部重(zhong)點研(yan)發計(ji)劃項目(mu)(mu)、國家自然科學(xue)基金委(wei)項目(mu)(mu)的資助。
據悉，該(gai)課題(ti)組近兩年在(zai)非線性拓(tuo)撲光(guang)子學前(qian)沿(yan)領(ling)域的研究(jiu)取得了一系列(lie)重要(yao)進展，相關工作相繼發表(biao)在(zai)《Science》《Light:Science & Applications》《Physical Review Letters》等(deng)頂尖學術期刊上。
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