近年來興起的拓撲光子學，利用多自由度耦合的多維關聯調控新機制，為實現片上集成光子器件中的高效光信息傳輸，提供了新方法。

預計光子晶體將成為21世紀的奇跡之一。光子晶體是指具有光子帶隙（PhotonicBand-Gap，簡稱為PBG）特性的人造周期性電介質結構，有時也稱為PBG光子晶體結構。

繼光子晶體在1987年由S.John和E.Yablonovitch分別獨立提出后，20世紀對電子能帶結構的新認識決定固體何時進行傳導，絕緣的物理學改變了世界。

控制光子晶體的制造很困難，每個微小的結構都必須制造并精確復制和放置。一旦制成，光子晶體就不會改變，這樣就不靈活。同樣光子能量不能像電子能量一樣有效地改變。如果光子晶體是計算的未來，我們將必須學習如何允許對其進行即時修改的方式進行制造。

波紋化的液膜作為超表面

加利福尼亞大學圣地亞哥分校的Shimon Rubin和Yeshaiahu Fainman 在一份新的Advanced Photonics論文中，展示了如何從液體中制造出一種靈活而耐用的光子晶體。通過一系列計算，基于液體薄膜中非常局部的加熱來預測光子晶體的形成和性能。

通常不認為液體是光子晶體的理想選擇，因為液體沒有固定的結構。光子晶體的光學特性取決于能夠反射數百萬個精確放置的光。由于液體會起伏流動，因此結構會被快速沖走。

但是Rubin和Fainman指出，在液體薄膜與固體或氣體之間的界面處，液體的表面張力和局部溫度之間的相互作用會產生小的結構，尚不清楚這些結構是否足夠重要以充當超表面（一種光子晶體）并改變光的傳播。

研究人員研究了液膜的幾種排列方式，可以很容易地使光在液體中被引導。為了獲得結構，考慮了光吸收加熱液體，通過使用在膠片內部以不同角度彼此交叉的光波，可以創建亮塊和暗塊的圖案，該圖案稱為駐波圖案。液體僅從亮塊吸收能量，因此，液體將僅在非常特定的位置加熱。

柔性油

研究人員利用液體的光學和熱學性質，結合流體動力學方程式和光傳播來計算流體吸收的熱量，以及這將如何引起其局部變形。研究人員表明，可以通過在兩個和四個光波之間交叉來獲得液膜中丘陵和山谷的周期性排列。兩束光波形成丘陵和山谷的線條，三束光波形成丘陵和山谷的六邊形排列，而四束光束形成棋盤排列。然后從這些空間排列中計算出光學性質。

為了證明他們提出的液膜表面的有用性，研究人員計算了激光的閾值。如果將諸如染料之類的增益介質添加到流體中，如上所述的液體的周期性變形會導致形成能夠支持激光模式的諧振器，修改光子液晶的對稱性然后使得能夠控制激光模式的頻率和發射方向。

液體光子晶體似乎具有一些非常好的特性。由于使用光在液體中創建圖案，因此圖案自然形成且沒有錯誤。并且，可以通過改變光波之間的角度或用于創建圖案的光的波長來即時改變圖案。

各國學者在進行各種方面的研究，中山大學研究團隊面向微納硅基平板體系，系統分析了雙層光子晶體平板的疊層拓撲光學行為。提出了兩種新型的光學拓撲相——疊層偏振相和疊層混合相，可以分別通過打破結構鏡像對稱性和空間反演對稱性來獲得。

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