邊界態(tài)出現(xiàn)在科學的各個領(lǐng)域，為未來電子或光電設(shè)備，以及聲學和光子學中的聲光傳播控制提供了潛在的機會。以前關(guān)于光子學中邊界態(tài)的實驗主要在線性狀態(tài)下進行，但目前的研究重點是將非線性效應引入到邊界態(tài)物理學中，進而形成邊緣孤子，光學隔離，使得在這種狀態(tài)下穩(wěn)定發(fā)射激光。這里，研究人員通過原子相干效應和三光干涉技術(shù)在熱原子介質(zhì)中誘導出光子石墨烯，而后在重構(gòu)光子石墨烯晶格中鋸齒形邊緣處發(fā)現(xiàn)了邊界態(tài)孤子。為了獲得邊界態(tài)孤子，還引入拉曼增益來抵消邊界態(tài)光波傳播過程中的損耗。該研究結(jié)果可能會為未來探索非線性拓撲光子學開辟了道路。
Figure 1. 原子能級，線性帶隙結(jié)構(gòu)和邊界態(tài)。
Figure 2. 實驗證實了鋸齒形邊緣處的邊界態(tài)。
Figure 3. 邊緣準孤子的數(shù)值模擬實驗。
Figure 4. 非線性邊界態(tài)的聚焦，散焦和無衍射傳播。
Figure 5. 拉曼增益存在下形成邊界態(tài)孤子。
該研究工作由西安交通大學張彥鵬教授團隊聯(lián)合俄羅斯科學院的Yaroslav V. Kartashov教授于2020年發(fā)表在Nature Communications國際權(quán)威期刊上。原文：Observation of edge solitons in photonic graphene
