光子狄拉克點及相關新特性研究

《光子狄拉克點及相關新特性研究》是依託同濟大學，由江海濤擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：光子狄拉克點及相關新特性研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：江海濤
• 依託單位：同濟大學

中文摘要

光子能帶的物理來自電子能帶，本項目研究新的電子能帶結構（狄拉克點）帶來的新的光子調控方法。光子微結構中結構參量易於調節，是研究能帶物理、特別是新物理的理想平台。本項目以二維介質柱陣列作為微波段實驗平台，研究光子能帶結構新現象與電子狄拉克點物理之間的聯繫，如光子輸運與布里淵區邊界處狄拉克點（能谷）附近電子輸運的聯繫，零折射率與布里淵區中心狄拉克點的聯繫。項目的研究內容涉及光物理和凝聚態物理的交叉，主要內容包括：調節光子石墨烯中內部和邊界處的結構參數來調控光子的色散和傳播特性；布里淵區中心狄拉克點實現的零折射率材料的散射特性；布里淵區中心和邊界處狄拉克點之間的差別。對光子狄拉克點的研究不僅可以幫助人們利用新的光子能帶結構來調控電磁波的運動，而且對導波和光學開關等相關器件的研製具有指導意義。

結題摘要

本項目研究了基於光子狄拉克點的能帶調控新方法和新套用。 在二維介質柱和微帶線實驗平台的基礎上，項目分別研究了布里淵區邊界處的狄拉克點和布里淵區中心處的類狄拉克點的光場調控。在布里淵區邊界處的狄拉克點方面，項目研究了光子石墨烯中谷依賴的電磁輸運特性，包括谷光子束分光和由晶格形變產生的“人工磁場效應”。在布里淵區中心處的類狄拉克點方面，項目研究了基於類狄拉克點的零折射率材料中的光學縱模特性、類狄拉克點附近的拓撲轉變特性和類狄拉克點處能隙反轉形成的邊緣態及光量子自旋霍爾效應。項目不僅研究了光子（類）狄拉克點附近的谷和拓撲等新物理，而且對谷光子束分離器、對厚度漲落不敏感的新型濾波器和對界面起伏不敏感的新型導波和分光器件的研製具有指導意義。