“拓扑”激光器可以将光线绕到角落

人们相信，这一突破可能会导致更高效的激光制造，因为拓扑激光器可以减轻制造过程中的小缺陷。目前的激光制造需要极高的精度，并且有很高的废品率。但拓扑状态允许粒子绕过角落或瑕疵而不散射或泄漏。这项由利兹大学和新加坡南洋理工大学合作开展的研究正是基于这一原则。

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新加坡南洋理工大学电气与电子工程学院的首席科学家王齐杰教授说:“由于制造和包装过程中引入的缺陷，每一批制造的激光设备都有一些部分无法发射激光。”

“这是我们探索光的拓扑状态的动机之一，它比普通光波更强大。”

为了用激光实现拓扑状态，该团队开发了一种包含谷光子晶体的新设计，其灵感来自被称为二维谷电子绝缘体的电子拓扑材料。该设计由六边形孔组成，排列在三角形晶格中，蚀刻在半导体晶圆上，使其非常紧凑。在微结构中，光的拓扑状态在一个周长1.2mm的三角形环内循环，充当光学谐振器，积累形成激光束所需的光能。

“光在这个环路中循环的事实，包括绕三角形的尖角，是由于拓扑状态的特殊特征，”新加坡南洋理工大学的理论物理学家、该论文的资深作者、副教授李东崇(Yi Dong Chong)说出现在自然．“普通的光波会被尖角干扰，使其无法顺利传播。”

这种新型拓扑激光器的一个有趣的特点是，它发射的光在太赫兹频率上，位于电磁波谱的微波和红外区域之间。太赫兹光已被确定为在传感、照明和无线通信方面具有重要的新应用潜力。

利兹大学工程与物理科学学院研究与创新副院长贾尔斯·戴维斯教授说:“拓扑激光器是一个很好的例子，它将一种迷人的基础科学现象应用于实际的电子设备，正如我们的研究表明的那样，它有可能提高激光系统的性能。”