最近，拓扑（Topology）的概念进入了光子学领域，从磁光子晶体到硅基环型谐振器和波导阵列，电磁波谱涵盖了微波到可见光范畴，实现了稳健的光学波导以及光子的量子纠缠等诸多新颖现象。其中，在光子拓扑绝缘体（Photonic Topological Insulator）系统中，可以通过设计的赝自旋（Pseudo-spin）和谷的自由度，提供新一代的光学编码和稳健信号传输的潜在方法。最近，来自纽约市立大学的Azriel Z. Genack教授和Alexander B.Khanikaev副教授课题组，在谷光子晶体（valley photonic crystal）和模拟量子自旋霍尔效应的超晶体（metacrystal）之间的界面处，发现了一个具有弹道传输特性的边界态（ballistic edge state），并且其“自旋-谷指数”（spin–valley indices）与光波的传播方向锁定、具有散射抑制作用。通过理论计算和实验测量，研究人员证明了在由不同自旋-谷Chern数的光子拓扑绝缘体之间形成的Y界面处，存在谷间散射作用（inter-valley scattering）的散射抑制效应。这里的研究结果为利用谷自由度特征来控制光信号的传播方向开辟了新的实现途径。相关研究结果发表在近期的《Nature Communications》上。

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