哈工大推動“自由定制”激光技術(shù)發(fā)展

過去，若讓激光按照我們需要的方式發(fā)光（比如聚焦、變換圖案等），需要在激光器外加一些又大又復(fù)雜的光學(xué)元件。你能想象僅靠百納米厚的一只小薄片，就能替代激光器和鏡片嗎？近日，哈爾濱工業(yè)大學(xué)深圳校區(qū)宋清海、肖淑敏教授團隊在激光技術(shù)領(lǐng)域取得重要突破。團隊成功攻克了傳統(tǒng)激光模斑形狀、偏振、角動量受限的技術(shù)瓶頸，創(chuàng)新性開發(fā)出可自由調(diào)控發(fā)射波前的新型激光光源。研究成果以《具有任意形狀發(fā)射波前的元激光器》（Metalasers with arbitrarily shaped wavefront）為題，發(fā)表在《自然》（Nature）上。該成果實現(xiàn)了激光波前形態(tài)的自由調(diào)控，開創(chuàng)性地推動了激光技術(shù)從“固定模斑”向“自由定制”的跨越，大幅提升了激光在通信、計算、感知、成像等領(lǐng)域的應(yīng)用潛力。 [D,:=p`  
傳統(tǒng)激光器難以精確調(diào)控輸出波前，通常需借助透鏡、波片、相位片等外部光學(xué)元件來實現(xiàn)對光束形狀的調(diào)控。因此，能否直接對激光發(fā)射波前及輻射特性實現(xiàn)自由定制是現(xiàn)代激光技術(shù)領(lǐng)域的難題。納米光子學(xué)中超表面可通過人工納米結(jié)構(gòu)在微納尺度上實現(xiàn)復(fù)雜的光場調(diào)控，然而，將超表面直接引入激光諧振腔內(nèi)部時，每個超表面單元將產(chǎn)生不同的相位延遲，從而破壞共振條件以及相應(yīng)的激光行為。因此，超表面通常被部署在激光腔外部，或者需要引入復(fù)雜的腔內(nèi)相位補償方案，這些都使激光系統(tǒng)變得龐大且復(fù)雜，此外，采用此類方法生成的激光全息圖案還不可避免地受到光學(xué)散斑噪聲的影響。 |H