本网讯（通讯员 王蓓 蒋闯）2023年4月1日，《光波技术杂志》（Journal of Lightwave Technology）上在线发表了柯少林副教授在拓扑波导阵列方面取得的最新研究成果，文章标题为《光波导阵列中携带轨道角动量的拓扑束缚模》（Topological Bound Modes with Orbital Angular Momentum in Optical Waveguide Arrays）。

波导阵列中的拓扑相是近年来光子学研究的重要课题。特别是，波导阵列被广泛用于验证厄米和非厄米拓扑模型，包括Su-Schrieffer-Heeger链中的拓扑束缚模、二维的高阶角模、螺旋波导中的Floquet手性态、三维的Weyl奇异环等，然而这些阵列的构建都是基于单模波导。高阶模式与轨道角动量（OAM）模式的耦合机制及其对拓扑相位的影响很少被研究。

图 锯齿形圆柱光波导阵列中的示意图及紧束缚模型

在这项工作中，柯少林老师提出了一种在锯齿形晶格排列的圆柱形波导阵列中实现携带OAM拓扑束缚模的光学设计。OAM模式的等效紧束缚模型属于每个晶格中都有合成规范势的Creutz ladder模型。规范通量的大小可以通过调整锯齿链的中心角来调整，从而能够控制非平凡相和平凡相之间的拓扑相变。此外，这项研究将该模型推广到椭圆波导阵列，发现波导的椭圆度和方向角同样也可以产生规范场，并为调控拓扑相提供了额外的自由度。方位角与中心角的相互作用可实现丰富的相图，为控制拓扑束缚模式提供了更多的可能性。此外，构建合成规范场的方法不需要复杂的波导几何设计，这也将促进对高阶拓扑现象的研究。

该论文第一作者为2021级硕士研究生蒋闯，通讯作者为柯少林老师，武汉工程大学,光学信息与模式识别湖北省重点实验室为第一单位。

论文链接：https://ieeexplore.ieee.org/abstract/document/9863675

（审稿 廖青）