董建文教授等在光子准晶体中实现了狄拉克锥和零折射

        光子晶体中存在一种拓扑非平庸的奇点，在奇点附近的光子能带是线性的，称为光学狄拉克锥。光学狄拉克锥与众多科学和应用领域关系密切，如零折射率、拓扑光子学、位相调控、单向传输等。通常认为，光学狄拉克锥要求光子晶体具有完整周期性。那么，当周期性被破坏后，结构中是否仍能保证有狄拉克锥，是否仍能具有等效零折射率呢？最近，董建文教授等在光子准晶体中肯定地回答了这一科学问题，相关研究成果发表于国际著名学术刊物《Phys. Rev. Lett.》。[Phys. Rev. Lett. 114, 163901 – Published 20 April 2015]

        研究工作首先证明了十二重和八重二维准晶光子晶体中的光学狄拉克锥。线性能带源于光子准晶体的旋转对称性，准晶内部的电磁相位分布几乎一致。狄拉克频率是一个在布里渊区中心的三重简并态。在狄拉克锥附近，非周期光子准晶体具有近零折射率性质，电磁波满足Snell定律。实验上证实了非对称传输、散射隐身等多种新颖的电磁传输行为。上述研究结果将有利于探索拓扑光子结构中电磁位相调控的新机理和新手段。同时，由于这种新型光子准晶体使用了全电介质材料，结构灵活性大，材料损耗低，在光学波段有着很好的潜在应用前景。研究工作由董建文教授及其指导的硕士生常名立、香港科技大学陈子亭教授（Professor C. T. Chan）研究组等合作完成。

        本工作得到国家自然科学基金、广东省自然科学杰出青年基金、光电材料与技术国家重点实验室等项目的大力支持。