近年来，非厄米趋肤效应在理论和实验上都引起了广泛的关注。非厄米趋肤效应的特点是体系本征态局域化到晶格边界，这一现象可以通过非布洛赫能带理论进行描述。非厄米趋肤效应和拓扑边界态之间的相互作用还为我们带来了混合趋肤-拓扑效应的新理论概念，其中趋肤拓扑模式的数量与系统的长度大小成正比。另一方面，得益于调控性能优异的光学微结构及光学增益/损耗，非厄米光子学领域发展迅速，可精确调控模拟出非厄米哈密顿量，成为了实现非厄米物理的良好平台，在半导体激光器、放大器、吸收器、光波导、光通信等方面有着潜在的应用前景。

最近，针对光学中非厄米趋肤效应片上集成和实现趋肤-拓扑效应的问题，浙江大学物理学院研究团队，提出可基于螺旋波导管实现的Floquet非厄米趋肤效应以及Floquet趋肤-拓扑态，该方案所设计结构可在光量研究所实验室完成样品制备与测试。首先，通过在一维螺旋波导阵列中引入交错损耗,可以实现Floquet非厄米趋肤效应，所有系统本征态局域于一维波导阵列左边界。实验观测如图1(e)所示，随着时间演化，光持续向系统左侧传输，与数值模拟计算[图1(d)]结果一致，验证了Floquet非厄米趋肤效应。

图1.Floquet非厄米趋肤效应

然后，通过堆叠如上一维晶格可以得到二维非厄米Floquet拓扑绝缘体。带隙中的边界态在复能谱上形成了缠绕，从而导致了非零的缠绕数，此结果表明趋肤效应存在于拓扑边界态中。在实验中，课题组观测到所有的单向边界态均被挤压到了一个特定的角上形成角态，这揭示了趋肤-拓扑效应的存在。示意图如下图2所示。

图2.光学Floquet趋肤-拓扑效应

该成果于近期发表在美国物理学会期刊《Physical Review Letters》上。浙江大学物理学院博士生孙晔旸、侯祥锐为论文共同第一作者，杨兆举和阮智超教授为共同通讯作者，其他共同作者包括朱诗尧院士 以及博士生万拓、王方宇。该研究工作得到了国家自然科学基金、科技部国家重点研发计划、浙江省自然科学基金和海外优青项目的支持。

文章信息：Yeyang Sun#, Xiangrui Hou#, Tuo Wan, Fangyu Wang, Shiyao Zhu, Zhichao Ruan*, Zhaoju Yang*. Photonic Floquet skin-topological effect. Phys. Rev. Lett. 132, 063804 (2024).

   文章链接：https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.132.063804.