激光光束形状实现“自由定制”

近日，哈尔滨工业大学深圳校区宋清海、肖淑敏教授团队在激光技术领域取得重要突破。团队成功攻克了传统激光模斑形状、偏振、角动量受限的技术瓶颈，创新性开发出可自由调控发射波前的新型激光光源。

研发团队提出了新型超表面激光系统（metalaser）。该系统的核心结构为具有偏心孔洞的氮化硅纳米柱，其呈正方晶格排列。偏心孔洞的转动将使每个氮化硅纳米柱中的局部电偶极矩及其辐射的偏振方向旋转，从而引入几何相位。由于该几何相位与激光谐振模式的动力学相位解耦（后者近似均匀且在每个纳米柱中都相同），因此激光发射波前则完全由各纳米柱中的孔洞旋转角度决定。

该研究将传统“激光+光学”架构压缩为单层纳米光子结构，并在全息领域首次实现消除散斑噪声而不影响图像质量，这一突破有望重新定义相干光源的生成与应用方式，其物理概念和技术方案可在未来进一步扩展至其他纳米光子器件。