光子系统中的类狄拉克色散使得模拟相对论性自旋1/2粒子的色散成为可能，这导致了光子拓扑绝缘体概念的发展。尽管最近展示了各种拓扑光子相，但狄拉克光子系统所提供的全部潜力，特别是它们模拟被称为拓扑边界模式之外的伪自旋的自旋自由度的能力，仍然没有得到充分的探索。鉴于此，来自纽约城市学院电气工程与物理的Alexander B. Khanikaev等人证实了具有光滑的一维陷阱规范势的光子狄拉克超表面可以作为具有携带伪自旋的模式的有效波导。

文章要点：

1) 该研究表明，由于两个伪自旋的场分布不同，空间变化的规范势对它们的作用是不均匀的，这使得能够通过它们的自旋来控制导模，从而达到传统光波导无法实现的特性；

2) 此外，硅纳米光子超表面被用于实验证实这些导模的性质，并揭示其独特的自旋相关辐射特性；相反的伪自旋模式表现出了不同的辐射寿命，并且与入射光的耦合方式不同，且其导模的自旋相关场分布和辐射寿命表明，光子狄拉克超表面可用于自旋复用，控制光学导模的特性，并调节光-物质与光子伪自旋的相互作用。

参考资料：

Kiriushechkina, S., Vakulenko, A., Smirnova, D. et al. Spin-dependent properties of optical modes guided by adiabatic trapping potentials in photonic Dirac metasurfaces. Nat. Nanotechnol. (2023).

10.1038/s41565-023-01380-9

https://doi.org/10.1038/s41565-023-01380-9