近日，武汉纺织大学微电子学院汪胜祥教授团队在国际著名光学期刊《Laser & Photonics Reviews》（中科院1区Top）上发表了题为“Beam Splitter With Arbitrary Splitting Ratio by Valley Edge Mode”的研究成果(https://doi.org/10.1002/lpor.202502733)。该工作针对传统拓扑分束器在晶格周期限制下只能离散调节分光比，或因波矢匹配要求导致工作带宽狭窄的问题，提出并验证了一种基于谷界面态的拓扑束分束器。该器件成功实现了分光比从0:100到100:0的连续可调，突破了传统分束器在复杂光子集成应用中因灵活性不足而造成的局限。汪胜祥教授团队的魏国超博士为该论文的第一作者，苏州城市学院周萧溪博士，汕头大学刘真真博士，哈尔滨工业大学（深圳）肖君军教授和武汉纺织大学汪胜祥教授为本论文的共同通讯作者，武汉纺织大学为第一单位。
该研究提出了一种基于Y形异质结构的拓扑分束器，其核心在于在三个界面通道的交汇处引入了渐变的过渡层。通过精确调控该过渡层的对称性破缺程度，能够灵活地调节拓扑界面态的空间局域化特性以及倏逝波的衰减速率。该方案制使得输入通道与两个输出通道之间的耦合强度能够精确控制，从而突破了传统上晶格周期对耦合距离的限制，实现了分光比在全范围内的连续可调。本文通过理论分析和实验验证，不仅成功实现了50:50的均衡分光，还展示了25:75、10:90等非对称分光的能力。得益于其固有的拓扑保护特性，该分束器对一定程度的晶格缺陷和制造误差展现出良好的鲁棒性。此外，由于其工作带宽由拓扑界面态的本征带宽决定，该分束器的带宽性能显著优于传统基于波矢匹配耦合波导型分束器。
微电子学院汪胜祥教授领衔的智能材料与器件研究团队致力于功能材料与器件的研究，近期已在Advanced Materials、Laser & Photonics Reviews、Journal of Advanced Ceramics、ACS Applied Materials &Interfaces、Optics Letters、Physical Review A等期刊上发表一系列重要成果。
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