Insights创刊主编邀请，东南大学崔铁军院士团队撰写了题为“信息超表面与智能超表面”的综述论文并发表于Photonics

欢迎课题组投递中文宣传稿，投稿方式见文末撰稿|由课题组供稿导读近日，湖南大学刘建军课题组通过引入宇称时间对称（PT对称）分布的增益及损耗，实现了双频带拓扑边界态，且高频带拓扑边界态比低频带拓扑边界态具有更强局域性、更高场强的优异性质。该工作首先研究了二维正方晶格光子晶体PT对称系统的能带结构与增益及损耗（散射子相对介电常数虚部系数）大小的变化关系，得到了能带简并及打开新带隙的两个增益及损耗大小的临界值。然后，通过计算拓扑极化验证了临界值的存在。构建了非厄米光子晶体波导，研究了其能带结构与增益及损耗的关系，发现：在特定增益及损耗条件下可以实现双频带拓扑边界态。相比低频带拓扑边界态，该非厄米拓扑波导在高频带出现更强局域性、更高场强的拓扑边界态。同时，非厄米系统在高频带实现了分别局域于箱形结构四个顶点的拓扑角态。该研究可完善非厄米系统的拓扑性质，并有望为实现频率可切换的拓扑态提供新思路。相关成果以“Multiband

SCPMA)出版湖南大学文双春教授团队刘建军副教授课题组成果，文章题为“High-order

欢迎课题组投递中文宣传稿，投稿方式见文末撰稿|由课题组供稿导读近日，上海理工大学未来光学国际实验室在光场时空调控研究领域再次取得重要进展，詹其文教授带领的纳米光子学团队从理论和实验上研究了具备传播不变特性的贝塞尔时空涡旋波包。贝塞尔时空涡旋光场可以将高阶的时空涡旋限制在时空光场内，在传播过程中，光场携带的高阶时空涡旋在时空域内保持较好完整性，实现光子横向轨道角动量的长距离有效传输。这一研究结果解决了时空涡旋光场在其他应用领域的一个重要障碍，为开展今后的工作提供了新的研究工具。这一研究结果以“Non-spreading

图2(c)虚线框内的放大图：由图2(e)可知不同r时的曲线DE分布十分紧密，也即DSHL方案中拓扑性质与r近似无关而仅与l、h密切相关，因此利用拟合曲线D'E'分割三角形A'B'C'红蓝两区域即可对

PC1分别与PC3、PC4组合的投影能带，插图为超晶胞（每种PC各15个原胞）及其两种拓扑边界态模式在布里渊区高对称点(0,0)（左）、(π/a,0)（右）处的电场分布；(c)

来源：南大双创六、南京大学在声学材料领域的研究题记：星星之火，可以燎原——出自《尚书·盘庚上》我校是我国最早开设声学课程与声学专业本科教育的大学。1954年，魏荣爵院士在南京大学物理系创办了声学专业，建立国内首个声学教研室。2009年12月30日，学校根据学科划分的原则在原有的物理学系、电子科学与工程系和材料科学与工程系的基础上，新组建成立了物理学院、电子科学与工程学院、现代工程与应用科学学院。其中，物理学院声学专业是全国唯一的声学本科研究型人才培养基地，并建设有“近代声学教育部重点实验室”。现代工程与应用科学学院，经过21世纪初近20年的发展，在声学材料领域也逐渐培育起了以凝聚态物理为基础的声学超构材料专业方向。同时声学作为一门多学科交叉的学科，也吸引了很多不同技术方向的研究力量。在多学科交叉领域，南京大学固体微结构物理国家重点实验室从凝聚态物理、量子材料等前沿视角出发，发展了独具特色的声子晶体、声学超构材料技术。实验室的研究成果“声子晶体等人工带隙材料的设计、制备和若干新效应的研究”荣获2015年度国家自然科学二等奖。该项目发现了声子晶体等人工带隙材料中的新效应并研制了一系列新材料和原型器件：发现了声波在声子晶体中负折射和双负折射的新规律，被评为中国基础研究十大新闻；提出“波矢跃迁”新原理并实现了声波二极管。《科学》等杂志对此做了亮点评述；发现了声波异常透射效应及声表面倏逝波，拓展了声波亚波长材料与器件的研究领域。这些发现在这个领域产生了重要影响，为声功能材料与器件的发展提供了新的思路。其中，拓扑态是近年来凝聚态物理研究的热点问题，三维体系中光/声拓扑态引人注目，其潜在的优势是提供一个二维拓扑表面用于操控光/声的传输，实现一些如折射、成像等一维波导无法实现的拓扑现象和功能。在空气声学拓扑绝缘态研究中的挑战源于其自旋为零的纵波特性，其解决的途径之一是利用人工微结构的空间对称性为声构造一对人工自旋。尽管在二维体系中已有多种成功的设计，但并不能通过直接堆叠二维声拓扑绝缘体的方式实现三维。这是因为维度的扩展会带来额外的层间耦合，在很大程度上会破坏原来基于二维对称性的声人工自旋。而其能带结构的拓扑性质使其边界态具有“背散射抑制”的传输特性。该边界态因为受到拓扑对称性保护而具有鲁棒特性，可以免疫各种不同的缺陷（及转角）和杂质，保证了传输具有新的空间传播自由度和近乎为零的散射损耗。在前期二维声/光学拓扑态的研究基础上，固体微结构物理国家重点实验室的研究人员又将声学拓扑态从二维推广到三维体系。图22.三维拓扑声子晶体单向传输特性研究组利用声学微腔构造了由双层六角晶格堆砌而成的三维声子晶体，实现了空气纵声波的赝自旋以及赝自旋-能谷耦合表面态。实验测量表明：这种三维拓扑声子晶体具有强背散射抑制的界面传输特性，弯折缺陷对透射率的影响很小。这种拓扑传输在整个二维界面内均可实现；此类构型也可用于表面态滤波，用于实现表面慢声传输以及高品质因子的表面声学微腔。在此基础上，研究团队进一步发展了利用打开杂化声狄拉克点简并来实现三维声拓扑绝缘态的新机制。一般情况下，三维体系中的狄拉克点或外尔点沿任意方向均呈线性色散。本文考虑的却是一种具有方向性线性色散的简并点，通过破缺特定对称性，可打开该简并形成拓扑带隙。在其带隙中实现具有方向性色散的二维声拓扑表面态。实验上，研究团队精确选择结构参数并通过3D打印技术制备了三维拓扑声子晶体（图二十三(a)）。通过实验测量二维声拓扑表面态的方向性透射谱（图二十三(b-d)），证实了其沿正z方向的无能隙特性。而随着入射角度的变大，其拓扑表面态也会逐渐打开带隙。此外，还通过扫描沿z向半开放边界的声场分布，经过傅里叶变换得到了kz的表面色散，从而证实了存在类狄拉克二维表面色散。声学拓扑态，这一前沿领域的重要性在于：1）在三维声学体系中，提出并实现了一种全新的具有方向性色散的拓扑声表面态，意味着声学拓扑体系不仅可作为验证已发现拓扑材料的平台，还可用于研究和探索新型拓扑现象，以加深人们对拓扑物理本质的认识。2）对声学拓扑表面色散的操控有望用于开发一些诸如方向性慢声，基于二维声学拓扑表面的声传感等独特的应用。南京大学的声学研究，经历了60余年的发展，已经形成了视野广阔、前沿多样、尖端突出的发展特点，是国内为数不多的物理声学专业研究团队。在声学材料方向，尤其是拓扑声学、声学超构材料等前沿方向，特色鲜明，独树一帜。相关领域的研究也正在由前沿基础科学研究，向实用化、工程应用方向逐步展开。图23.(a)

本文来源：南京大学双创办四、多孔材料表征算法及理论题记：路漫漫其修远兮——出自《楚辞》顾名思义，多孔材料是一种包含大量孔隙的材料。从微观上看，多孔材料是由构成其孔隙结构的骨架（skeleton）和充满骨架间孔隙（pore）空间中的流体构成。这样的材料兼具固体和流体的特征，即两相性（diphasic）。不管是什么材质什么形状的多孔材料，其吸声性能与其密度、厚度、孔隙率和泡孔的大小及均匀性等有关。多孔材料内部具有大量孔径细小且分布均匀的微孔结构，这些微孔结构在材料内部互相连通、彼此贯穿，且微孔均向外敞开，与外界相通，从而使得声波易于进入微孔内而被材料所吸收，正是由于这类微孔结构的存在，使得开孔型多孔材料具有了良好的吸声性能。吸声机理来源于发生在多孔材料内部的能量转化，即声波机械能向热能的转化。简单来说，当声波入射到开多孔材料的表面时，首先，由于声波产生的振动而引起了材料表面的微孔或间隙内的空气发生运动，导致空气与微孔的孔壁之间产生摩擦，产生了粘滞力，从而使得相当一部分的声能转化为热能，导致声能衰减、反射声减弱以达到吸声的目的；图15.

cloaking）的功能。诚然，此处我们只是简单地从能量的观点简要描述声学隐身和声学斗篷的概念。图4.

供稿|课题组供稿导读近日，湖南大学和湘潭大学的科研人员合作提出了一种由双层超表面构造的近无旁瓣光学亚波长非对称聚焦透镜，该透镜可同时实现光非对称传输及近无旁瓣亚波长聚焦效应。该工作从超表面所实现的光束偏转和表面波出发，利用两者简单结合即可实现光非对称传输。然后，进一步将两个超表面的相位延迟相互关联，构造了非对称聚焦透镜，可同时实现光非对称传输及聚焦。最后，优化非对称聚焦透镜的物理模型，有效降低了非对称聚焦的旁瓣强度，实现了近无旁瓣光学亚波长非对称聚焦。该透镜在光学微纳加工、光学微操控、生物医学检测及量子通讯等领域具有广泛应用潜力。相关成果以“Near-zero-sidelobe

Ding)博士合作，联合浙江大学、北京理工大学、北京大学相关团队，实现了常温下局域等离子谐振和二维半导体激子的强耦合，并且发现参与耦合过程的有效激子的数目可以控制在个位数(N

来设计主动式的声学超构材料。这种主动式的超构材料根据需求灵活地调控声波，也是声学超构材料的一种发展趋势。另一方面，声学超构材料得益于先进的机械制造和材料加工技术。近年来，增材制造技术