一维驱动耗散拓扑晶格中的间隙孤子

       周期系统中能带结构的拓扑结构与非零Berry相的存在有关，并产生了诸如反常速度、手征边缘态（对无序具有鲁棒性）或拓扑pumps等有趣的现象。拓扑物理学最早是在固态系统中发现的，可以在人工晶格中模拟，包括原子、光子、机械、光机和极化系统。这些平台使得工程拓扑相在凝聚态物质中难以实现，涉及合成维度、无序效应、准晶体结构或更高阶多极体。当考虑到粒子间的相互作用时，物理学变得更加丰富。在弱相互作用区域，非线性导致拓扑相位转换，拓扑模式之间的波混频，使得在拓扑gap中形成孤子，或实现孤子的Thouless泵浦。在强相互作用区域，可能会出现新的对称性保护相，并且可以模拟分数量子霍尔物理。最近，光子平台允许将这种探索推进到保守哈密顿量的范围之外，主要是通过增益和损耗工程。非厄米拓扑系统导致了零维或一维（1D）边缘态和PT对称相位拓扑激光的发展。这些关于非厄米拓扑的研究大多集中于探测、稳定或放大系统的线性响应。这些最新进展现在为在非厄米性和非线性相结合的情况下实验探索拓扑光子学提供了可能性。驱动耗散光子平台特别适合探测这种物理现象。外部驱动可用于稳定仅受增益和损耗影响的系统无法获得的新型非线性解决方案，并修改基础拓扑。

       近日，来自巴黎萨克雷大学纳米科学和纳米技术中心的Nicolas Pernet等人报告了实现Su-Schrieffer-Heeger模型的驱动耗散版本的极化子晶格的非线性响应。他们首先证明了从线性拓扑边缘态分叉的拓扑间隙孤子的形成。然后，他们专注于在晶格主体中形成间隙孤子，并表明由于潜在的亚晶格对称性，它们对缺陷表现出稳健的非线性特性。利用系统的驱动耗散特性，他们发现了一类具有高亚晶格极化的体隙孤子。他们表明，这些孤子提供了一种全光学方式来为Bogoliubov激发创建非平凡的界面。他们的结果表明，可以利用相干驱动来稳定新的非线性相位，并建立耗散稳定的孤子作为拓扑光子学的强大资源。相关研究工作发表在《Nature Photonics》上。（詹若男）

       文章链接：Nicolas Pernet et al. Gap solitons in aone-dimensional driven-dissipative topological lattice. NaturePhotonics. (2022). https://doi.org/10.1038/s41567-022-01599-8