邊界態出現在科學的各個領域，為未來電子或光電設備，以及聲學和光子學中的聲光傳播控制提供了潛在的機會。以前關于光子學中邊界態的實驗主要在線性狀態下進行，但目前的研究重點是將非線性效應引入到邊界態物理學中，進而形成邊緣孤子，光學隔離，使得在這種狀態下穩定發射激光。這里，研究人員通過原子相干效應和三光干涉技術在熱原子介質中誘導出光子石墨烯，而后在重構光子石墨烯晶格中鋸齒形邊緣處發現了邊界態孤子。為了獲得邊界態孤子，還引入拉曼增益來抵消邊界態光波傳播過程中的損耗。該研究結果可能會為未來探索非線性拓撲光子學開辟了道路。
Figure 1. 原子能級，線性帶隙結構和邊界態。
Figure 2. 實驗證實了鋸齒形邊緣處的邊界態。
Figure 3. 邊緣準孤子的數值模擬實驗。
Figure 4. 非線性邊界態的聚焦，散焦和無衍射傳播。
Figure 5. 拉曼增益存在下形成邊界態孤子。
該研究工作由西安交通大學張彥鵬教授團隊聯合俄羅斯科學院的Yaroslav V. Kartashov教授于2020年發表在Nature Communications國際權威期刊上。原文：Observation of edge solitons in photonic graphene
