实验室董国平教授团队：基于可逆量子点玻璃波导的可重构拓扑光子晶格

非厄米系统通过引入增益、损耗等参量，突破了传统厄米量子理论的框架，催生出奇异点、非厄米趋肤效应等新奇物理现象。在此基础上，非厄米拓扑光子学将非厄米效应与拓扑能带理论相结合，实现了对光场前所未有的精准调控。非厄米参数的可调谐性，使得在固定结构中即可按需构建可重构拓扑器件，有效弥合了新颖非厄米拓扑现象与实际应用之间的鸿沟。

近日，华南理工大学发光材料与器件全国重点实验室的董国平教授课题组提出一种损耗可调、可重构的非厄米拓扑光子晶格，并基于新型可逆钙钛矿量子点波导阵列平台实现了相关设计，为深入研究非厄米拓扑态、推动片上光子学应用发展提供了通用且灵活的研究平台。

拓扑光子绝缘体凭借其拓扑保护边界态与鲁棒的动力学特性，在光子学领域展现出变革性的应用潜力。然而，现有拓扑光子学体系大多基于厄米系统，其拓扑性质由晶格几何结构与材料本征参数共同决定，限制了器件的可调谐性与功能多样性。非厄米系统虽为突破这一局限提供了新思路，但当前多数实现方案依赖外场驱动的开关式调控，对拓扑光子器件的稳定性与集成小型化带来了挑战。

图1 可重构非厄米光波导阵列平台

针对上述难题，团队提出了一种基于飞秒激光直写钙钛矿量子点波导阵列的可重构光子平台。该平台核心优势在于可实现波导传输损耗的可逆调控，进而完成对非厄米拓扑光子晶格的可调谐与多功能重构。利用钙钛矿量子点波导这一独特性质，团队设计了两种非厄米调控方案：其一，通过精细调控波导传输损耗，可重塑非厄米拓扑光子晶格的能带结构；其二，借助波导传输损耗的可逆特性，可在单一光子晶格内实现非厄米性的循环重构。同时，飞秒激光加工的三维精准定位能力，支持对非厄米诱导的拓扑结构进行精确构筑。基于该平台，团队在非厄米Su-Schrieffer-Heeger拓扑晶格中，成功观测到非厄米诱导的拓扑相变及界面态的形成。这种在晶格几何结构固定的前提下，可逆重构非厄米特性的能力，使钙钛矿量子点波导成为一类通用型材料平台，在集成非厄米性与可重构性的先进片上光子器件领域，展现出重要的发展潜力与应用前景。

图2 非厄米诱导的拓扑光子晶格

相关研究成果以“ReconfigurableNon-Hermitian Topological Photonic Lattice via Reversible Quantum DotWaveguides”为题发表在Advanced Materials上，其中通讯作者为董国平教授，第一作者为卫睿珊博士生。该研究工作得到了国家自然科学基金委员会(52572162, 52572006, 62205109, 62405092,12474340,12204179)、发光材料与器件全国重点实验室(Skllmd-2024-12)、广东省基础与应用基础研究基金(2025A1515010444)、广东省重点领域研究开发计划项目（2026B0101060001）等科研项目的资助。

原文链接：https://doi.org/10.1002/adma.202520096