基于合成维度空间中深亚波长拓扑角态的声彩虹捕获（英文）

作者：廖丹薇; 刘翊贤; 张志旺^*; 程营^*; 刘晓峻^*; Johan Christensen^*

来源：Science Bulletin, 2023, 68(16): 1744-1747.

• 拓扑绝缘体
• 亚波长
• 拓扑特性

近年来,拓扑声学相关研究发展迅猛,其理论最初源于凝聚态物理中所发现的拓扑特性.其中,声学高阶拓扑绝缘体支持能量高度局域在拐角处的低维拓扑角态,且本征频率简并.然而,如何打破拓扑角态的多重简并,实现可调控的频率分布并设计新型声学多功能拓扑器件,是亟待解决的关键问题.在该研究中,通过对二维声子晶体中的单元施加平移形变,与真实空间自由度相结合构建四维合成空间.研究发现,随着平移形变自由度的调制,Zak相位连续变化,而合成空间的非零拓扑不变量确保了系统的非平庸拓扑特性,拓扑角态的频率简并被打破.基于此结论,进一步设计了基于合成维度的声学高阶拓扑绝缘体阵列,以实现局域在深亚波长拐角上的双通道声彩虹捕获.实验结果表明,不同通道上声彩虹拓扑角态的本征频率增加方向相反,在空间选择性能量捕获等领域具有潜在的应用前景.

• 单位
  南京大学; 声场声信息国家重点实验室