从蝴蝶翅膀到拓扑光子晶体波导与微腔

背景：光子晶体作为周期性介电结构，能操控电磁波，但制造缺陷导致散射损耗，影响波导传输和微腔品质。拓扑物态的鲁棒性为控制电磁波提供了新途径，催生了拓扑光子学。研究目的：文章回顾拓扑光子晶体发展，重点介绍拓扑波导与拓扑微腔在提升光子调控能力方面的最新进展，旨在解决传统光子晶体中的散射损耗问题，实现高效光传输和强鲁棒性微腔。结论：拓扑光子晶体在波导和微腔设计上取得显著成就，如实现免疫弯折的鲁棒波导和超高品质因子微腔，为集成光子芯片和量子信息处理提供了新平台。然而，拓扑保护存在近似性和局限性，未来需从物理理想转向务实工程，通过对称性设计、工艺优化和非线性机制来平衡拓扑带宽与制造容差，推动高性能集成光子芯片发展。