信息熵使识别现实空间中的拓扑光子相成为可能
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2024-06-13 14:59:34
摘要 拓扑光子学在基础物理和光子器件领域有着重要的应用，Kagome模型、Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型等拓扑模型被用作研究新奇物理现象的...
拓扑光子学在基础物理和光子器件领域有着重要的应用，Kagome模型、Su-Schrieffer-Heeger(SSH)模型等拓扑模型被用作研究新奇物理现象的平台，指导设计拓扑保护激光器、鲁棒传输设备等新型光子器件。目前，研究人员通常基于三个准则来判断光子晶体中的拓扑态：拓扑不变量，包括陈数、绕数和Z 2 拓扑不变量;光子晶体带内的特征值分布或能带间隙;拓扑态的电场分布。以往的方法大多依赖于动量空间中的能带结构，然而动量空间中的拓扑性质分析通常比较复杂，特别是当系统存在扰动时，扰动甚至会导致拓扑系统的带隙闭合，从而给动量空间中的拓扑分析带来困难。
北京大学胡小勇教授团队对拓扑光子学感兴趣。他们提出了一种通过实空间中的信息熵(IE)研究拓扑系统的跨学科方法。以Kagome模型为例进行理论计算，并用IE观察到其拓扑边缘态(TES)的消失过程。IE方法可用于分析TES的模式分布和拓扑相变。该方法还可以扩展到SSH模型和valley-Hall光子晶体。他们提供了一种基于信息论研究拓扑光子相的方法，并为利用跨学科分析物理特性带来了启发。题为“信息熵使识别实空间拓扑光子相成为可能”的作品发表在Frontiers of Optoelectronics 上(2024年4月29日出版)。
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