摩尔定律逐步逼近物理极限，电子芯片受量子尺寸和功耗问题限制，使得该领域遭遇可持续发展的瓶颈。一个可能的解决方案为以光子作为信息载体，发展光子芯片作为未来主要的信息处理器件。因此，光子操纵成为信息技术发展的新目标。光子晶体、超构材料、金属表面等离激元的研究为人们操纵光子提供了新的手段。而不同于这些传统的光子操纵手段，我们的研究工作从折射率的复平面出发，设计了新型时空对称超构材料；通过光子复数势的引入，使得系统哈密顿量成为非厄米的哈密顿量，具有某些开放量子系统的时空对称相关的本征值特征。本报告中，我将讲述我们课题组和加州理工课题组关于这个问题的几个合作工作。我们首次在Si基光子芯片系统上通过设计时空对称超构材料，在其时空对称的相变奇异点实现了波导中的光波单向模式转换，单向反射，以及波导阵列中的布洛赫震荡和二次辐射效应。这些研究工作将为人工微结构材料操纵光子的研究开辟了新的途径。