拓?fù)涔庾泳w，在光子晶體研究中，引入拓?fù)湮锢韺W(xué)，利用拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)來對(duì)光子晶體性能進(jìn)行調(diào)控，進(jìn)而調(diào)控光子傳播行為。與光子晶體相比，拓?fù)涔庾泳w性能得到優(yōu)化，穩(wěn)定性得到提升。
拓?fù)涔庾泳w可以實(shí)現(xiàn)光子單向傳輸。傳統(tǒng)光學(xué)器件單向傳輸，材料要求高且結(jié)構(gòu)復(fù)雜。基于單向傳輸特性，拓?fù)涔庾泳w可用來制造光學(xué)波導(dǎo)器件，應(yīng)用在集成光電路中，可制造單模激光器，用來改善光通信質(zhì)量，可以制造傳感器，實(shí)現(xiàn)環(huán)境探測。拓?fù)涔庾泳w在光學(xué)器件領(lǐng)域應(yīng)用潛力大，光通信是重要下游市場。
傳統(tǒng)單模光纖實(shí)際上支持兩個(gè)偏振模式，在傳輸過程中會(huì)產(chǎn)生雙折射效應(yīng)，影響通信質(zhì)量，因此單偏振單模光纖開發(fā)受到關(guān)注，常見的方法是不對(duì)稱纖芯設(shè)計(jì)，但其帶寬有限。而拓?fù)涔庾泳w可以實(shí)現(xiàn)寬帶單偏振單模光纖。目前光子晶體光纖已經(jīng)在多個(gè)領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)應(yīng)用，但拓?fù)涔庾泳w尚未與光纖技術(shù)相結(jié)合。
2024年8月，我國工信部發(fā)布國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“信息光子技術(shù)”重點(diǎn)專項(xiàng)2024年度項(xiàng)目申報(bào)指南，提出研究小尺寸、低功耗、擴(kuò)展光譜覆蓋范圍的多波長微納拓?fù)涔庾泳w激光器技術(shù)，開展基于多波長拓?fù)浼す庑酒膯文６嘈竟饫w大容量光傳輸演示驗(yàn)證。以此來看，拓?fù)涔庾泳w在光通信領(lǐng)域發(fā)展空間大。
新思界
行業(yè)分析人士表示，我國拓?fù)涔庾泳w相關(guān)研究成果正在快速增多。2020年，中國科學(xué)院物理研究所科學(xué)家設(shè)計(jì)了一種光纖導(dǎo)模數(shù)量可調(diào)、寬帶單偏振單模的拓?fù)涔庾泳w光纖“狄拉克渦旋光纖”，成果發(fā)表在《Light:Science&Applications》；2022年，北京大學(xué)團(tuán)隊(duì)設(shè)計(jì)制備了Z2拓?fù)涔庾泳w，成果發(fā)表于《Opto-Electronic Advances》；2025年3月，清華大學(xué)深圳國際研究生院團(tuán)隊(duì)提出了一種實(shí)-動(dòng)量拓?fù)涔庾泳w，成果發(fā)表于《Nature》。這為我國拓?fù)涔庾泳w開發(fā)與應(yīng)用奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。
