本文从理论上提出了一种具有单对第二类外尔点的三维层堆叠旋磁光子晶体。同时,基于其外尔表面态,在三维晶体的周围构造出二维单向界面光波导,光波在其上可绕过金属障碍物单向、鲁棒地传输。与一维单向边界态相比,该二维界面波导具有可拓展的、极大的传输面积,可实现三维空间中鲁棒、高通量的单向能量传输。此外,通过操纵磁场和结构参数,本文还实现了外尔相与三维陈绝缘体相之间的拓扑相变,为表面态的拓扑调控提供了更多的可能性,也为三维拓扑相的研究、开发三维拓扑光子器件提供了良好的平台。
创新要点:
1、在三维磁光光子晶体中构造出单对第二类外尔点;
2、利用第二类外尔点表面态能带的倾斜特性,在三维外尔晶体上设计出二维单向界面光波导,极大提高光的能量传输效率。
Y. Wang, H. Lin, J. Chen, Y. Zheng, Z. Ji, and Z.-Y. Li, Type-II Weyl points and one-way interface transmission in a three-dimensional gyromagnetic photonic crystal, Sci. China-Phys. Mech. Astron. 66, 124211 (2023), https://doi.org/10.1007/s11433-023-2198-2

