东南大学毫米波全国重点实验室崔晓晗教授团队联合南京大学、香港科技大学科研力量取得拓扑光子学原创重大突破，全球首次提出并实验验证无绝缘体拓扑光子波导，成功构建拓扑光子多通道 “高速公路”。该成果于 7 月 22 日在线刊发于国际顶级学术期刊《自然》，为高集成光子芯片、光量子计算、高速片上光通信开辟全新技术路线。

拓扑光子波导是下一代光子集成电路的核心底层器件，依靠拓扑保护效应让光信号绕过芯片弯折、加工缺陷稳定传输，但传统方案存在致命短板：光路之间必须预留大面积拓扑绝缘隔离区，隔离区域无法承载光信号，芯片空间利用率极低，多通道并行传输时还会产生严重通道串扰，长期制约光子芯片小型化、高密度集成发展。

研究团队用通俗比喻解释技术革新：传统拓扑光波导如同单侧单车道小路，两侧铺设宽幅隔离带，有效传输区域占比极低；本次研发的拓扑光子 “高速公路” 为多车道一体化架构，每一条光传输通道可同时承担信号传输、相邻通道绝缘防护双重功能，彻底取消额外隔离层，整片芯片空间利用率达到 100%。

支撑该创新的核心是团队自主设计的四类光子谷半准金属光子晶体材料。该特殊晶体同时具备狄拉克准金属导波特性与拓扑绝缘特性，按特定晶格序列排布后，可生成四条相互独立、单向传输的并行光路通道。多轮电磁仿真与微波实物测试证实：光信号经过 60°、90°、120° 极端急弯时，无反向散射、无通道串扰，传输稳定性不受芯片结构弯折影响；区别于传统波导光场仅局限于通道边缘，新结构可让光波均匀铺满整条通道，通过调整通道几何尺寸，还能灵活调控光束宽窄与横向位置，实现同一芯片内同步完成信号传输、光场形貌调控双重功能。

论文共同通讯作者崔晓晗表示，该研究破解了 “拓扑保护” 与 “高密度集成” 长期无法兼容的行业难题。无需隔离层的多通道拓扑架构，能在极小芯片面积内集成数十路独立光信号，大幅降低光子芯片体积与制造成本；天然抗缺陷、低串扰的传输特性，可显著提升光子计算算力、光通信带宽与信号保真度。

业内专家评价，这项成果打通高密度集成拓扑光子器件的关键技术堵点，在硅基光子芯片、量子光互联、6G 太赫兹片上互连、车载高速光传感等领域具备规模化落地潜力，标志我国在拓扑光子集成方向跻身全球第一梯队，为自主可控光子芯片产业链提供全新底层设计方案。

下一步，联合团队将推进硅基光通信波段、量子光子芯片两套工程化验证，加速推动无绝缘体多通道拓扑光子器件从实验室成果转向产业化应用。