来自拓扑角状态的多极激光模式

拓扑状态为操纵光提供了一种新的方法，尤其是“光子拓扑绝缘体”（PTI）的特定光子结构通过对称保护的边缘状态支持光沿着界面定向传输，这些边缘状态显示出对无序反向散射的强烈抵抗力。这激励了使用光子拓扑边缘状态来传输具有抑制的损耗的光信号。由此一来，一类新的拓扑材料，即高阶拓扑绝缘体，能够在其角处捕获局部状态，表现出稳健的拓扑状态的空间层次结构。结合光学增益，有源拓扑腔体对发光器件的设计具有特殊的希冀。迄今为止，大多数研究都集中在有限系统或畴壁的拓扑边缘处的激光发射。最近发现的高阶拓扑阶段可以在拐角处对光进行严格的高质量限制。

       近日，来自高丽大学物理系的Ha-Reem Kim和Min-Soo Hwang等人展示了纳米光子拓扑结构中角状态的激光作用。通过高光谱成像，他们识别出几种具有不同发射谱的多极角模，且识别出了泄漏拓扑态的非Hermitian辐射耦合的特征。另外，根据大腔体中的泵位置，他们从拓扑带隙内的边缘或拐角状态选择性地产生了激光。他们的研究可为活动拓扑纳米结构中多极激射和工程化集体共振提供直接的观察。相关研究工作发表在《Nature Communications》上。（詹若男）

文章链接：Ha-Reem Kim, Min-Soo Hwang et al. Multipolar lasing modes from topological corner states. Nature Communications (2020) 11:5758
       https://doi.org/10.1038/s41467-020-19609-9