拓扑真空诱导的强光子-激子耦合

《ACS Photonics》：Topological Vacuum-Induced Strong Photon–Exciton Coupling

基于微纳米光子结构的电磁真空构建可实现单量子级光子-激子耦合，通过设计拓扑光子晶体中的介电纳米天线，引导散射光进入边缘态，将空气中的纳米天线线宽缩减至几纳米，同时实现强耦合与高光子收集效率，为量子光学和芯片量子信息提供了新思路。

　　

基于微纳光子结构的电磁真空构建能够在单量子层面调控光子-激子相互作用。通过调控由边缘态形成的电磁真空，我们在含有介电纳米天线的拓扑光子晶体中实现了强烈的光子-激子耦合。通过将散射光引导至边缘态，原本在空气中波长超过一百纳米的纳米天线的线宽可以因拓扑鲁棒性而缩减至几纳米，从而同时实现强耦合条件和高光子收集效率。在拓扑保护下的电磁真空为控制量子光学中的光-物质相互作用以及片上量子信息处理提供了巨大潜力。