“环形谐振器”指的是“环形谐振器”。以及“波导环谐振器”和“波导环谐振器”。由拓扑绝缘体边界组成的耦合系统

波导和谐振器是所有电气，光学和声学集成系统中最基本的两种类型的组件。

在共振频率处，“临界耦合”被消除。

在波导和谐振器之间可能会发生这种现象，即：从波导流入谐振器的能量不再能够沿着原始传输方向流回波导，从而使双端口“波导谐振器”成为可能。

系统的透射率接近于零。

此功能已在许多应用中使用，例如滤波，切换，分插复用，甚至是高灵敏度感测以及多频和多通道光和声信号的检测。

最近，南京大学的一个研究小组在《国家科学评论》（NSR）上发表了一篇研究论文。

他们将拓扑绝缘体的边界引入了结构声波系统，并构造了一个“环形谐振器”。

以及“波导环谐振器”和“波导环谐振器”。

耦合系统由拓扑绝缘体的边界组成。

在“关键耦合”中，在这种状态下，系统不仅具有零透射率，而且入射端口的零向后反射也为零。

这意味着系统可以从根本上抑制反射引起的系统噪声并提高设备性能。

研究发现，与传统设计的环形谐振器不同，在由拓扑绝缘体边界形成的环形谐振器中，由于其空间对称性的自然破坏，不可避免地同时存在两种模式，即耳语廊模式（耳语画廊模式，WGM）和驻波模式（standwavemodes，SWM），如图1所示。

图1.使用拓扑绝缘体的边界构造的：波导，其色散（b）表现出“自旋动量”的特性（传输方向）锁定”，并具有反向散射抑制的性能。

c环形谐振器，可以设计成任何形状，本征态（d）不可避免地同时具有两种模式，即耳语画廊模式和驻波模式。

该研究还发现，与“临界耦合”相比，该方法具有更大的优势。

在传统波导和谐振器的现象中，“临界耦合”被称为“临界耦合”。

拓扑绝缘子系统的相似之处，还具有重要的区别和优点。

例如：它可以完全保留两端口传输通道的频谱特性（在谐振器的谐振频率下S21 = 0），并且从根本上消除入射端口的背向反射（S11始终为0），如图所示。

图2在图2中的左侧。

图2的左侧是传统的两端口“波导环谐振器”。

耦合系统，右侧是由拓扑绝缘体的边界构造的类似系统，两者都具有临界耦合。

但是，在后一种系统中，当发生临界耦合并且系统的透射系数（S21）减小到零时，入射端口的反射系数（S11）仍将保持零。

目前，很难实现与光学和声学系统中的电子系统类似的二极管（无源，无源和无外部场隔离器），并且该功能可以从根本上抑制耦合环（在光学和声学系统中）的致命性谐振器带到传输线上的噪声大大增强了此类组件大规模集成应用的可行性。

值得注意的是，当拓扑绝缘体波导和谐振器“临界耦合”时，谐振器将像能量“黑洞”，只有能量流入，而没有能量流出的通道，因为如图3f和3g所示。

展示。

与所有“波导谐振器”相比基于传统设计的系统，“波导-谐振器”由拓扑绝缘体的边界构成的系统完全保留了传输频谱的特性，同时完全抑制了输入端的反射和由输入端引起的噪声。

，大大提高了谐振器内部的能量密度和频谱Q值。

图3，a：当由拓扑绝缘体边界（黄色虚线）和环形谐振器形成的波导具有适当的距离时，以回音壁模式（模式2、1）工作的环形谐振器将与该波导严格耦合。

”。

在回音壁模式的频率下，两端口系统的（c）传输系数和（d）反射系数将同时为零。

f，g：此时，仅能量将流入环形谐振器，并且将没有能量流出的通道，并且谐振器内部的（b）能量密度将大大增加。

本研究介绍了拓扑结构的特点。