東莞學院化學大學、光電材料與技術國家重點實驗室董建文院士研究團隊，研發出具有抗散射、大帶寬、高精度的硅基能谷光子晶體，并實現了光通訊波段拓撲光子路由。該成果以“A-on-slabfor”為題，于2019年2月20日在線發表在《自然-通信》（）。
大數據和下一代通訊技術對數據估算、信息處理和傳輸速率的要求不斷提升物理實驗 微盤，新型光信息傳輸/處理的維度和自由度將成為后摩爾時代的關鍵技術核心。在傳統框架下，不少光傳輸問題遭到根本數學原理阻礙而未能在集成光電子領域獲得實質性突破。常年以來，微納光子元件中的光波導大角度拐彎、制備偏差導致的缺陷和無序等，會形成強烈散射耗損，進而影響了光信息的傳輸性能。人們希望從數學源頭出發，能提出新型抗散射機制來獲得整體上的高保真光傳輸性能，這剛好與近些年盛行的拓撲光子學（）內涵相吻合。
拓撲學關注的是幾何物體在連續形變下保持的全局性質，它只關注物體之間的位置關系而不考慮它們的大小和形狀。對于拓撲光學結構而言，空間上缺陷和無序只會造成局部參數空間變化物理實驗 微盤，不影響該空間的全局性質。為此，光子態的性質十分穩定，對微納制備偏差有較高的容忍度。雖然已有豐富的研究，但因為數學原理或材料屬性等方面的限制，大多數仍集中在微波宏觀尺度，無法直接推廣到光波段和微納光學系統，阻礙了拓撲光子學與微納光子學之間的融合發展。
針對這一困局，該研究團隊借助能谷-贗載流子耦合原理，在絕緣層硅（SOI，-on-）上制備出能谷光子晶體平板。該拓撲光學結構具有~40nm的特點規格，其光子模式（因工作于光錐以下）才能較好地局域在平板內，抑制了平板外耗損。她們制備了直線形、Z形和Ω形等三種拓撲光學通道，檢測出高透平頂透射波譜帶，否認了近紅外波段下拓撲保護的寬帶抗散射傳輸。采用硅微盤技術形成相位渦旋源，無需高溫和強磁等極端環境，實現了拓撲界面態的選擇性迸發，實現了亞微米量級耦合寬度的寬帶光子路由行為，驗證了能谷-贗載流子耦合等拓撲光學原理。
在硅基平臺上否認拓撲光子學原理，是目前國際學術前沿的聚焦度較高的領域之一。研究團隊過去在拓撲光子學原理方面的工作，多次引發國際同行關注，論文榮獲ESI高被引。該工作中，她們深入系統地發展出硅基拓撲光學等關鍵理論，攻破了數十納米加工工藝等關鍵技術，率先在硅基光子平臺與拓撲光子學之間構建了聯系，突破了單一自由度調控的傳統框架，提出了硅基中多自由度耦合的多維調控新機制，為微納光學與光子學、光晶閘管等關鍵光子芯片元件、混合集成光子學、高保真光量子信息光學、非線性光學等領域，提供了新技巧和新思路。
該研究工作由董建文院士研究團隊獨立完成（佛山學院為惟一署名單位），第一作者為什么辛濤特聘副研究員，兩名研究生（梁恩濤和袁嘉俊）為共同第一作者。該工作得到教育部青年黃河、國家優青基金項目、廣東省自然科學基金、廣州市科技計劃項目，以及光電材料與技術國家重點實驗室和化學大學的大力支持。
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