7月，我校理学院青年教师颜贝与南方科技大学、东莞理工学院、中国科学院空天信息创新研究院等单位合作，首次在实验中实现了极化激元拓扑相的腔调控，突破了传统拓扑系统必须依赖晶格结构改变才能调控拓扑性质的限制。相关成果以“Observation of cavity-tunable topological phases of polaritons”为题发表在国际知名期刊《Nature Communications》上发表。我校理学院青年教师颜贝为论文共同通讯作者，武汉科技大学为本研究第三完成单位。

拓扑光学与拓扑极化激元作为近年来光-物质相互作用研究的重要前沿方向，因其在光量子器件、波导、激光器、芯片集成等领域展现出的鲁棒性与可编程性而备受关注。然而，传统拓扑体系中的拓扑不变量（如Zak相、Chern数）通常由晶格结构决定，这使得在不改变结构的前提下调控拓扑性质几乎不可能。本研究通过引入微波螺旋共振器链（MHRs）并将其嵌入可调宽度的金属腔体中，实现了光-物质强耦合下极化激元的形成和调控。这种新型“类三能级系统”可通过调节腔体宽度直接影响光-物质耦合强度，从而在不改变晶格结构的条件下实现极化激元拓扑相的连续调控。实验中不仅观测到了拓扑Zak相从π跃迁到0的过程，还首次确认了一个包含三类非重合临界点的全新拓扑相变过程：能隙闭合点、Zak相跃迁点以及边界态与体态混合点。本成果为拓扑相调控提供了全新的设计范式，不仅在基础研究层面突破了拓扑不变量调控的传统路径，更为可调谐的光子器件、拓扑激光器、非线性拓扑光子学等应用方向提供了理论基础与实验平台。

论文链接：Observation of cavity-tunable topological phases of polaritons | Nature Communications