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。

　　研究成果以

　　▲ 具有任意发射波前的单层超表面激光系统

　　针对上述问题，团队提出了新型超表面激光系统。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，根据上述机制，团队设计并制备了具有不同几何相位分布的超表面激光器，并验证了其激光输出可具有不同的发射波前。实验展示了激光光束形状可人为调整为聚焦光斑、焦线、涡旋光束甚至全息图案，此外，该新型激光器还具有极低的散斑噪声。从原理上讲，该激光器所产生的激光会受其结构缺陷的散射，然而，这些散射光或被散射到增益区外，或由于叠加额外的动态相位而导致偏离共振条件，因此，其强度对于所设计的激光图案可忽略不计，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，哈工大深圳校区为论文第一完成单位和通讯单位。深圳校区博士后曾益轩和博士研究生沙新博、张弛为论文第一该研究获国家重点研发计划、国家自然科学基金、深圳市基础研究项目、中央高校基本科研业务费和新基石科学基金会等项目支持。