拓扑彩虹捕获Topological rainbow trapping (TRT)产生于拓扑态和频率相关慢波效应之间相互作用。声波首先减速,然后通过频率在空间上分离,并最终在不同位置得以捕获。拓扑彩虹捕获TRT设计,主要在光子晶体的背景下进行探索,随后扩展到声学和弹性系统。这一新兴拓扑彩虹捕获TRT概念,实现了超越传统彩虹捕获的稳健、频率选择性定位,支持用于极端波操纵的紧凑、多波长、拓扑保护平台。
近日,宁波东方理工大学Sayed
El. Soliman,黄子劲Zi Jing Wong等,在Nature Reviews Physics上发表综述文章,阐述了拓扑彩虹捕获TRT的基本原理,强调了产生具有稳健频率依赖局域化的近零群速点的物理机制。还强调了三个关键的拓扑彩虹捕获TRT机制:梯度折射率分布,逐渐改变材料参数,以重塑色散并诱导慢波效应;高阶拓扑角点模式,利用局部角点状态进行稳健的频率特定波限制;以及合成维度,扩展了系统的参数空间,以在不同频率下,设计稳定的界面状态。此外,还解决了拓扑彩虹捕获TRT中的关键挑战,如能量耗散和可调性,同时强调了广泛的潜在应用,并讨论了拓扑彩虹捕获TRT的新兴研究方向。
图1:从彩虹捕获到拓扑彩虹捕获
图2:基于渐变折射率分布,光子拓扑彩虹捕获