当前，人们对光电子芯片的效率和功耗越来越关注。如何突破传统光学框架的束缚，更有效地提高集成光电子领域中光传输的容量、效率以及集成度，一直是光学研究者思考的问题。
2008 年，拓扑光子学的出现，为实现高度集成、抗散射传输的光子系统，提供了一个思路。拓扑光子系统可以实现大角度转弯光传输，且对工艺制备误差引起的缺陷和无序免疫等特点而被广泛地研究。
按照工作原理分类，二维拓扑光学系统可以大致被分为三类：
其一，具有打破时间反演对称性的光子拓扑绝缘体，这一类以光学类量子霍尔系统为代表；其二，通过改变电磁场的内部对称性或结构的空间对称性，且保留时间对称性的拓扑绝缘体，以光学类量子自旋霍尔系统和光学类量子能谷霍尔系统为代表；其三，在时间和/或空间上被周期性调制的 Floquet 拓扑绝缘体。
在这其中，由于具备易在片上实现、损耗小等优势，量子能谷霍尔拓扑绝缘体逐渐成为最有应用前景的拓扑光子平台之一。
为了更容易实现拓扑非平庸态的光学系统，减少其对材料、工艺或者外在条件的要求，实现多样的光场调控，学界开始对能谷光子晶体进行片上实现与研究。
近日，上海交通大学电子信息与电气工程学院苏翼凯教授、中山大学物理学院董建文教授、以及上海交通大学物理与天文学院袁璐琦副教授，合作发现了能谷边界态的一个新特性：高移相效率。
在相同的传播长度下，基于能谷光子晶体结构产生的相位涡旋，研究团队在波长为 1550nm 处，发现拓扑模式的光程大约为传统直波导中模式的光程的两倍。
后来，通过理论计算与仿真，他们发现在波长为 1550nm 时，且硅的折射率变化相同的情况下，能谷边界态的 π 相位变化是传统波导的 1.46 倍。
基于拓扑波导的高移相效率与对急转弯鲁棒等特性，课题组设计了一种超紧凑的 1×2 拓扑热光开关，并对拓扑开关进行片上通信的高速数据传输实验。
实验结果表明，他们设计的拓扑光开关的带宽比较宽，于是使用 132Gb/s 速率的高容量切换，验证了拓扑热光开关可以用作片上通信的基本功能器件。
与已报道的全介质宽带光开关相比，此次提出的拓扑热光开关的器件尺寸，是介质和半导体光开关中最小的，说明拓扑光子学在片上集成光子学的发展中具备较大的应用前景。
同时，该团队还测试了拓扑光开关的高速数据传输性能，验证了拓扑器件在光传输系统中具备稳定传输特性。所提出的基于拓扑移相器的开关，显示出优异的开关性能，为拓扑边界模式在光通信、集成光电子和光量子信息处理中的实际应用开辟了道路。
研究中，他们以能谷光子晶体为例，实现了超紧凑的拓扑光开关。由于基于能谷拓扑光子晶体具有抑制背向散射、高的移相效率的特性，可以构建紧凑的光计算网络。
从目前拓扑光子的特征来看，最有可能的应用前景是在片上光通信，因为它可以提高光计算与光传输的集成度。
近日，相关论文以《基于谷涡增强高效相移的超紧凑拓扑光子开关》（Ultracompact topological photonic switch based on valley-vortex-enhanced high-efficiency phase shift）为题发表在Light: Science & Applications上，王洪炜博士与中山大学博士生汤国靖是共同第一作者，苏翼凯教授、董建文教授、袁璐琦副教授担任共同通讯作者。 https://t.cn/A6XY9HN8
2008 年，拓扑光子学的出现，为实现高度集成、抗散射传输的光子系统，提供了一个思路。拓扑光子系统可以实现大角度转弯光传输，且对工艺制备误差引起的缺陷和无序免疫等特点而被广泛地研究。
按照工作原理分类，二维拓扑光学系统可以大致被分为三类：
其一，具有打破时间反演对称性的光子拓扑绝缘体，这一类以光学类量子霍尔系统为代表；其二，通过改变电磁场的内部对称性或结构的空间对称性，且保留时间对称性的拓扑绝缘体，以光学类量子自旋霍尔系统和光学类量子能谷霍尔系统为代表；其三，在时间和/或空间上被周期性调制的 Floquet 拓扑绝缘体。
在这其中，由于具备易在片上实现、损耗小等优势，量子能谷霍尔拓扑绝缘体逐渐成为最有应用前景的拓扑光子平台之一。
为了更容易实现拓扑非平庸态的光学系统，减少其对材料、工艺或者外在条件的要求，实现多样的光场调控，学界开始对能谷光子晶体进行片上实现与研究。
近日，上海交通大学电子信息与电气工程学院苏翼凯教授、中山大学物理学院董建文教授、以及上海交通大学物理与天文学院袁璐琦副教授，合作发现了能谷边界态的一个新特性：高移相效率。
在相同的传播长度下，基于能谷光子晶体结构产生的相位涡旋，研究团队在波长为 1550nm 处，发现拓扑模式的光程大约为传统直波导中模式的光程的两倍。
后来，通过理论计算与仿真，他们发现在波长为 1550nm 时，且硅的折射率变化相同的情况下，能谷边界态的 π 相位变化是传统波导的 1.46 倍。
基于拓扑波导的高移相效率与对急转弯鲁棒等特性，课题组设计了一种超紧凑的 1×2 拓扑热光开关，并对拓扑开关进行片上通信的高速数据传输实验。
实验结果表明，他们设计的拓扑光开关的带宽比较宽，于是使用 132Gb/s 速率的高容量切换，验证了拓扑热光开关可以用作片上通信的基本功能器件。
与已报道的全介质宽带光开关相比，此次提出的拓扑热光开关的器件尺寸，是介质和半导体光开关中最小的，说明拓扑光子学在片上集成光子学的发展中具备较大的应用前景。
同时，该团队还测试了拓扑光开关的高速数据传输性能，验证了拓扑器件在光传输系统中具备稳定传输特性。所提出的基于拓扑移相器的开关，显示出优异的开关性能，为拓扑边界模式在光通信、集成光电子和光量子信息处理中的实际应用开辟了道路。
研究中，他们以能谷光子晶体为例，实现了超紧凑的拓扑光开关。由于基于能谷拓扑光子晶体具有抑制背向散射、高的移相效率的特性，可以构建紧凑的光计算网络。
从目前拓扑光子的特征来看，最有可能的应用前景是在片上光通信，因为它可以提高光计算与光传输的集成度。
近日，相关论文以《基于谷涡增强高效相移的超紧凑拓扑光子开关》（Ultracompact topological photonic switch based on valley-vortex-enhanced high-efficiency phase shift）为题发表在Light: Science & Applications上，王洪炜博士与中山大学博士生汤国靖是共同第一作者，苏翼凯教授、董建文教授、袁璐琦副教授担任共同通讯作者。 https://t.cn/A6XY9HN8
【H2N-Hyp-FF-OH， 2493080-84-3】Hyp-Phe-Phe 是一种三肽，通过 Phe 环的芳香相互作用形成螺旋状的薄片，构成一个交叉螺旋结构。Hyp-Phe-Phe 具有很高的剪切压电特性，可作为一种压电材料。Hyp-Phe-Phe is a tripeptide that forms helical-like sheets via aromatic interactions of the Phe rings to comprise a cross helical architecture. Hyp-Phe-Phe possesses a high shear piezoelectricity and acts as piezoelectric material[1].
编号: 200802中文名称: 三肽Hyp-Phe-PheCAS号: 2493080-84-3单字母: H2N-Hyp-FF-OH三字母: H2N-Hyp-Phe-Phe-COOH氨基酸个数: 3分子式: C23H30N4O5平均分子量: 442.51精确分子量: 442.22等电点(PI): 6.11pH=7.0时的净电荷数: -0.02平均亲水性: -2.5疏水性值: 2.8来源: 人工化学合成，仅限科学研究使用，不得用于人体。储存条件: 负80℃至负20℃标签: 氨基酸衍生物肽 三肽
参考文献：
Ehud Gazit, et al. Piezoelectric peptide-based materials and piezoelectric devices containing same. WO2020194304A1.
编号: 200802中文名称: 三肽Hyp-Phe-PheCAS号: 2493080-84-3单字母: H2N-Hyp-FF-OH三字母: H2N-Hyp-Phe-Phe-COOH氨基酸个数: 3分子式: C23H30N4O5平均分子量: 442.51精确分子量: 442.22等电点(PI): 6.11pH=7.0时的净电荷数: -0.02平均亲水性: -2.5疏水性值: 2.8来源: 人工化学合成，仅限科学研究使用，不得用于人体。储存条件: 负80℃至负20℃标签: 氨基酸衍生物肽 三肽
参考文献：
Ehud Gazit, et al. Piezoelectric peptide-based materials and piezoelectric devices containing same. WO2020194304A1.
【《联合国气候变化框架公约》第二十七次缔约方大会达成一项全面气候协议】Le sommet de l'ONU sur le climat, la COP27, a approuvé le fonds « pertes et dommages » visant à aider les pays en développement à faire face aux dommages irréparables causés par des phénomènes météorologiques extrêmes. Cela intervient à l'issue des négociations tendues qui ont duré toute la nuit. 完整法语新闻链接：https://t.cn/A6KZGRRZ
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