理学院王继成副教授团队在顶级期刊《Laser & Photonics Reviews》发表重要成果

游戏天地 2025年07月25日 21:13 1 admin

近日，理学院王继成副教授团队在拓扑光子晶体研究领域取得突破性进展，其提出并通过实验成功验证了“面向 B5G 通信的可调高容量角态编码光子晶体结构”，为下一代通信技术的发展提供了创新性解决方案。相关研究成果以 “High-Capacity Corner State Encoding and Dual-Plane Switching Encryption based on Topological Photonic Crystals”为题，发表于物理与天体物理领域顶级期刊《Laser & Photonics Reviews》（中科院一区 TOP 期刊，影响因子 IF=10）。该论文第一作者为江南大学理学院硕士研究生孙航，江南大学王继成副教授与中国矿业大学杨玉婷副教授共同担任通讯作者，江南大学为第一完成单位。

随着 5G 技术在高数据速率、强连接性及网络容量提升方面的显著成效，无线通信已迈入高速发展阶段。但面对近年来呈爆发式增长的通信需求，5G 在超高数据速率与低时延响应上的短板日益凸显，这直接推动了超5G（Beyond-5G, B5G）系统的研发进程。作为 B5G 的核心发展方向，超大带宽与超高数据容量的实现，对未来无线网络的升级至关重要。然而，毫米波在实际部署中面临的信号衰减、环境干扰等难题，亟需先进光学控制技术等创新手段来突破传输性能瓶颈。聚焦于这一技术痛点，团队将具有独特拓扑特性的光子晶体构建为阵列结构，使光波特定频率可稳定局域于结构角落，实现了角态编码器对光波的精准局域化控制。这一基于拓扑保护态的光操控方法，凭借其抗干扰的鲁棒性，为解决当代通信领域的传输难题提供了新思路。

为进一步提升技术实用性，团队创新性地采用融合卷积神经网络与长短期记忆网络的混合深度学习架构，可精准预测不同结构参数配置下，光子晶体阵列在 B5G 频段内的角态编码性能。同时，利用嵌套的单框架光子晶体阵列，通过调节四个激励源的相对相位，能够选择性增强或抑制每个角部的局域态，实现了高效的双平面切换加密功能。该研究成果不仅在拓扑光子晶体的理论与应用层面取得重要突破，更为 B5G 通信在高容量传输与信息安全保障方面提供了关键技术支撑。此项工作得到国家重点研发计划国际合作交流项目、国家自然科学基金、江苏省自然科学基金的大力支持。

理学院始终高度重视教师教学科研能力的培育，积极搭建学术交流与合作平台，推动学科建设与科研成果质量的持续提升。此次成果的发表，既是学院在前沿交叉领域研究实力的体现，也为相关领域的学术探索与技术创新提供了重要参考。