4 июня 2018 года в Санкт-Петербурге состоялось открытие и пленарное заседание  Международного конгресса Laser&Photonics.

Третий доклад был посвящен новому направлению в области фотоники и физики – топологической фотонике.

«Это новое направление, которое открывает возможность управлять распространением света в структуре таким образом, что, даже если в структуру помещается дефект, то есть структура каким-то образом локально портится, свет, тем не менее, просто огибает препятствие и не рассеивается на нем», — рассказывает в своем интервью научный сотрудник кафедры нанофотоники и метаматериалов Университета ИТМО Максим Горлач.

Доклад «Топологическая фотоника и лазеры на топологических изоляторах» представил Mordechai (Moti) Segev из Израильского технологического института Технион.

Первые новаторские работы в области топологической фотоники (а развитие данной области началось менее 10 лет назад) были направлены на перенос концепций топологических изоляторов из электронных конденсированных сред в электромагнитные и фотонные системы. Это означало трансформирование фермионных понятий в бозонную природу фотонов. Но в последующие годы появилось много новых идей по реализации непосредственных воздействий полей.

Топологический изолятор — особый тип материала, который внутри объёма представляет собой диэлектрик (изолятор), а на поверхности проводит электрический ток. [Wikipedia]

Прогресс в этой области связан с недавним открытием лазеров на топологических изоляторах, идея, которая началась как квантовый симулятор и развивалась до многообещающего применения.

Одни из основных работ в этой области:

• Rechtsman, Mikael C., et al. “Photonic Floquet topological insulators.” Nature7444 (2013): 196.
• Bandres, Miguel A., et al. “Topological insulator laser: Experiments.” Science6381 (2018): eaar4005:

Важно отметить, что при работе современных оптических изоляторов, они должны подвергаться воздействию поля, например магнитооптического, что делает конструкции достаточно габаритными. Но если мы хотим делать все на чипе (для перехода к концепции квантового компьютера), то необходимо отказаться от габаритных конструкций. Одно из возможных решений — топологическая фотоника. Для более комфортной реализации, макеты и моделирования производят в СВЧ диапазоне, так как в нем проще создавать конструкции доступными механическими методами.