无绝缘体拓扑光子波导结构

空间利用率 100%

无需绝缘体即可实现拓扑保护的多车道单向光传输，解决了拓扑鲁棒性与空间占用的根本矛盾。

Cui, Xiaoyan · Zhang, Ruoyang · Wang, Mudi · Gao, Xuan · 陈晓 · Zhang, Qing · 赖耘 · Chan, Che Ting

Nature 2026

具体参数

空间利用率

100 %

技术优势

空间利用率 100%

通过无绝缘体架构，所有光子晶体域都同时充当波导和拓扑势垒，消除了传统设计中绝缘体区域不参与传输的浪费，整个结构都可用于光传输。

急弯也不散射

多车道单向模式在任意急弯和显著形状变化下仍保持鲁棒传输，不因几何扰动而产生背向散射或模式劣化。

应用场景

• 集成光路：替代传统绝缘体界面波导，实现高密度片上单向光传输。
• 光子芯片：提供紧凑拓扑光子晶体结构，可集成到芯片实现鲁棒光互连。
• 光通信器件：保障光通信中信号单向传输且抗干扰，提升器件可靠性。
• 微纳光子学：在微纳尺度实现无绝缘体的大面积拓扑光波导，利于紧凑集成。