近日，中国计量大学光电学院青年教师在国际光学与物理学高质量期刊《Laser & Photonics Reviews》和《Physical Review B》上分别发表了题为Bulk-edge correspondence and multiplexing topological routings in gyromagnetic photonic Weyl metamaterials、Coexistence of photonic Weyl points and nodal rings in topological gyroelectric continuum media的研究论文，该两项工作第一作者为我校光电学院李晨霞教授团队青年教师韩凝，且我校光电学院均第一通讯单位。

研究成果一：

体边对应原理是拓扑物理与拓扑光子学中最具影响力的理论突破之一。然而，以往的研究主要集中在探索二维拓扑物理系统中拓扑带隙的手性边界态个数与带隙陈数之间的内在关系。

本工作系统研究了三维旋磁光子外尔(Weyl)超材料的多种拓扑相，并建立了三维外尔光子超材料中的体边对应关系。进一步证明了具有非零拓扑荷外尔点是多类型拓扑相变的临界点。此外，在严格的理论分析基础上，我们解析绘制了三维旋磁外尔超材料中多类型体边对应的拓扑相图。利用单向和强抗散射手性边界态的物理特性，设计实现了多通道和及多路复用功能的三维拓扑光子路由。本研究为三维外尔体系中的体边对应研究提供新的思路，并为多通道及多路复用的强抗散射三维拓扑光子路由设计实现提供新的方案。

论文链接：https://doi.org/10.1002/lpor.202501076

研究成果二：

在最近的研究中，已经证明拓扑系统可以存在各种拓扑半金属相，包括外尔点，节线/环/链和节面，为探索新的物理现象提供了多种机会。然而，以往的研究主要集中在探索拓扑系统中单一类型的能带简并。

本工作证明了零维外尔点和一维节环在拓扑旋电连续介质中的共存性。通过解析理论分析，我们给出了连续介质中不同维度能带简并的拓扑相图，并阐释外尔点和节环能够共存的临界条件。其中，节环的尺寸在三维动量空间中随旋电参数的变化而变化，从而表明了磁场强度可看作是控制带简并度的一种自由度。当旋电连续介质与真空态直接接触时，由于体边界对应而产生拓扑保护的费米弧表面态。此外，利用单向费米弧表面态，实现了一种多通道传输信息的拓扑光子路由。本研究为研究外尔半金属和节线半金属之间的相互作用建立了一个灵活的框架，为多路复用光子拓扑器件的设计实现提供了理论参考。

论文链接：https://journals.aps.org/prb/abstract/10.1103/hqzz-f76y