纳米光子学和拓扑学由于它们提供的独特特性而引起了极大的兴趣。重点领域之一是拓扑边缘状态(TES)的研究。这些状态引起了广泛的关注，因为它们对错误和缺陷的抵抗力很强。

TES源于拓扑上的非平凡阶段，为光子集成电路的架构设计提供了强大的工具包。TES传输导致发现了各种有趣的光学效应和应用，包括定向耦合器、单向波导、锁模波导和环形谐振器阵列中的赝自旋传播。

科学家们最近通过探索绝热调制、非线性效应和复杂编织等技术，扩大了他们操纵TES的努力。光学系统已经展示了一系列有趣的现象，例如边到边拓扑传输和拓扑状态的可调局部化。这些现象对发展最先进的技术和应用具有巨大的潜力，包括能源和信息路由、非线性光子学和量子计算。

虽然当前的方法侧重于操纵TES，但它们尚未十分关注增强TES之间的交互。通过改善TES之间的耦合，研究人员可以实现拓扑晶格不同部分之间的光能交换，这有助于以更灵活的方式控制TES的传输。

来自武汉光电国家实验室(WNLO)和中国华中科技大学(HUST)光学与电子信息学院(OEI)的一组研究人员最近取得了重大突破。正如AdvancedPhotonics报道的那样，他们开发了一种创新方法，可以有效地操纵硅绝缘体(SOI)芯片上光通道切换器的TES传输。

他们的研究重点是使用Landau-Zener(LZ)模型的四能级波导晶格中的边到边通道转换。通过利用双晶胞光学晶格中的有限尺寸效应，他们建立了一种替代的、有效的、动态的方法来调制和控制拓扑模式的传输。

他们使用的波导晶格类似于称为Chern绝缘体的2D材料，已知其具有TES。随着晶胞数量的减少，TES根据LZ模型演化。通过应用LZ单波段演化原理，研究人员能够动态控制TES，实现近乎完美的信道转换。

拓扑LZ纳米光子器件具有用于各种其他应用的潜力。它们可以用作在特定波长的光下工作的开关。通过将LZ动力学整合到不同的系统中，可以创建手性通道转换。这个概念也可以扩展到更复杂的波导晶格，从而允许更先进的设备。

研究人员发现，这些拓扑LZ光学器件非常坚固，这意味着即使某些参数发生变化，它们也能正常工作。这为开发实用设备提供了机会，例如用于在计算机芯片上路由网络的光开关或可以在波导中组合或分离多个信号的设备。

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