2018年5月，物理学院杭志宏教授（通讯作者）课题组与日本国家材料科学研究所NIMS的胡晓教授、物理学院的蒋建华教授课题组合作，首次在实验中证明了拓扑介质光子晶体中存在单向电磁波传输的现象，研究论文发表在物理学顶级刊物Physical Review Letters上。论文题目是：Visualization of a Unidirectional Electromagnetic Waveguide Using Topological Photonic Crystals Made of Dielectric Materials。
论文讲述了，利用对光子晶体晶格进行变形，引入了具有一定角动量的光赝自旋自由度，可以类比电子系统的量子自旋霍尔效应。利用微波实验，在氧化铝介质圆柱制备的光子晶体中观测到了受拓扑保护的无背散射电磁传输。这是首次直接实验观测光赝自旋模态，而让光/电磁波不背散射的传播可以为新一代光学设计提供解决方案，也是拓扑物理为光学提供崭新研究思路的最新力证。由于仅仅利用了介质材料并仅需在实空间对结构进行操控，课题组正在致力于将这项工作扩展到可见光波段，为进一步光学器件的开发打下基础。
文章链接：https://journals.aps.org/prl/abstract/10.1103/PhysRevLett.120.217401
