Topologische isolatoren, waarvan de omvangrijke toestanden verboden zijn, terwijl de oppervlakte-/randtoestanden geleidend en topologisch beschermd zijn. Recente ontwikkelingen in topologisch beschermde randstaten hebben groeiende aandacht getrokken in de optica- en fotonica-gemeenschap. In 2008 voorspelden Raghu en Haldane voor het eerst theoretisch dat een topologisch beschermde chirale eenrichtingsrandtoestand kan worden gecreëerd naar analogie van het integer quantum Hall-effect in een tweedimensionaal elektronengassysteem, waarbij de eenrichtingsrandtoestanden zich voortplanten langs de tegenovergestelde richtingen aan twee evenwijdige randen van een gyromagnetisch fotonisch kristal [Phys. ds. Lett. 100, 013904 (2008)].

In 2020 stelde de onderzoeksgroep van prof. Zhi-Yuan Li van de South China University of Technology theoretisch een ander intrigerend geval voor waarbij de eenrichtingsrandtoestanden aan twee tegenover elkaar liggende parallelle zigzagranden zich in dezelfde richting kunnen voortplanten, en ze worden antichirale genoemd. -way edge toestanden [Phys. Rev. B 101, 214102 (2020)]. Tot op heden zijn antichirale eenrichtingsrandtoestanden bestudeerd in verschillende fermionische en bosonische systemen; veel onderzoeken waren echter alleen gericht op het aantonen van antichirale eenrichtingstransporteigenschap, en weinigen raken aan de unieke eigenschappen van antichirale topologische systemen en nieuwe toepassingen.

Een nieuwe Opto-elektronische wetenschap studie rapporteert de constructie en observatie van topologische bundelsplitsing met een gemakkelijk instelbare rechts-naar-links-verhouding in een antichiraal gyromagnetisch fotonisch kristal. De splitter is compact en configureerbaar, heeft een hoge transmissie-efficiëntie, maakt gebruik van meerdere kanalen mogelijk, is overspraakbestendig en is robuust tegen defecten en obstakels. Deze prestatie wordt toegeschreven aan de eigenaardige eigenschap dat antichirale eenrichtingsrandtoestanden alleen bestaan ​​aan de zigzagrand, maar niet aan de fauteuilrand van antichiraal gyromagnetisch fotonisch kristal. Wanneer ze twee rechthoekige antichirale gyromagnetische fotonische kristallen combineren die respectievelijk links en rechts voortplantende antichirale eenrichtingsrandtoestanden bevatten, kunnen bidirectioneel uitstralende eenrichtingsrandtoestanden bij twee parallelle zigzagranden worden bereikt. Ten slotte ontwierpen de onderzoekers een topologische bundelsplitsing met de configureerbare splitsingsverhouding die eenvoudig kan worden aangepast door eenvoudig de bronexcitatieconditie te wijzigen. Deze waarnemingen kunnen het begrip van fundamentele fysica verrijken en topologische fotonische toepassingen uitbreiden.

Observatie van antichirale randtoestanden in een circuitrooster