原子介质中光子拓扑绝缘体 第五届原子分子光物理青年科学家论坛 张贻齐1，M. R. Belić2，张彦鹏1，肖敏3,4 1西安交通大学，西安 2Texas A&M University at Qatar, Doha, Qatar 3University of Arkansas, Arkansas, USA 4南京大学，南京 24/10/2015@北京
提要 简介 边缘态 光子夫洛开拓扑绝缘体 (PFTI) 光致格子 原子介质中PFTI 总结
简介 A topological insulator is a material with time reversal symmetry and non-trivial topological order, that behaves as an insulator in its interior but whose surface contains conducting states, meaning that electrons can only move along the surface of the material. Although ordinary band insulators can also support conductive surface states, the surface states of topological insulators are special since they are symmetry protected by particle number conservation and time reversal symmetry.
电子被缺陷或杂质散射 自旋轨道耦合表现出手性(chirality)
C. Neto, et al, Rev. Mod. Phys. 81, 109(2009)
边缘态 锯齿型边界 胡须型边界 锯齿-胡须型边界 摇椅型边界
锯齿型 胡须型 锯齿-胡须型 摇椅型
M. C. Rechtsman, et al, Nature, 496, 196(2013) 光子夫洛开拓扑绝缘体 (PFTI) M. C. Rechtsman, et al, Nature, 496, 196(2013) 破坏时间(z)反演对称性 单行道(one-way)边缘态
B. Terhalle, et al, Phys. Rev. Lett., 101, 013903(2008) 光致格子 B. Terhalle, et al, Phys. Rev. Lett., 101, 013903(2008) 三光干涉致六角形(hexagonal)格子
原子介质中PFTI 三光干涉图样缀饰能级|1 能级|1 分裂为|+ 及|- Y.Q. Zhang, et al, Laser & Photon. Rev., 9, 331(2015) 三光干涉图样缀饰能级|1 能级|1 分裂为|+ 及|-
极化率 能级 折射率改变
能带结构 – 平面波展开法(PWE) 受频率失谐调控
折射率改变随不同失谐的变化 (1) 在(a)-(j)中蜂窝格子由格点周围折射率较大的三角形结构组成 (2) 在(l)-(u)中蜂窝格子由格点组成
在截面x=0上的折射率改变 Y.Q. Zhang, et al, Ann. Phys., 363, 114(2015)
三阶非线性关闭 五阶非线性开启
模型 螺旋蜂窝格子波导：非线性相移 Y.K. Pang, et al, Opt. Express, 13, 7615(2005)
沿一个方向运动的边缘态 不受杂志和缺陷的影响
结论 研究了原子介质中PFTI; 全光控制; 频率失谐可以调控PFTI的形成; 三阶极化率阻止PFTI的形成; 五阶极化率支持PFTI的形成
M. R. Belić 肖敏 张彦鹏 谢谢 请您批评指正