[1]  拓扑光学和拓扑超材料

拓扑绝缘体作为一种新型量子材料，因其拓扑边界态在材料表面传播但在内部绝缘，且其传播受到材料拓扑性质的保护而具有高度鲁棒性，不受杂质和缺陷的干扰等新奇特性，近年来受到了科研工作者的广泛关注和研究。这些特性启发了对于同样具有波动性质的经典体系如光子晶体和超材料的拓扑研究。课题组基于拓扑能带理论和群论等方法对光子晶体和超材料等经典波领域的拓扑相位进行研究，实现具有拓扑保护机制的鲁棒性和非互易的经典波传输，研制低能耗、宽频带、缺陷不敏感的信号传输器件和功能集成器件。

[2]非厄密物理与拓扑学

过去几百年发展起来的成熟的量子物理理论都是基于厄密体系的假设，然而现实的物理体系都是开放体系或自带损耗，为了精确描述物理现象有必要在厄密模型中引入非厄密作用项。课题组研究光子和物质的相互作用所致的非厄米效应，在量子材料中引入增益实现时空对称性（PT）以及奇异点，研究其附近的新奇物理效应诸如单向反射，单向激射、增敏、相干完美吸收、黎曼曲面绝热演化等。利用非厄米体系中趋肤效应和模式的非正交，探索复能量域中的新型拓扑相变和拓扑不变量等。

[3] 纳米光子学

课题组基于新型极化晶体材料、范德华材料和二维材料，研究晶体对称性和周期性时空调制对极化激元的调控和极限光学操控和拓扑序性质的影响等，为光电集成器件和光量子计算等应用提供理论指导。