近期，中国科学院上海光学精密机械研究所的研究员张龙与董红星团队联合湖南大学和南京航空航天大学的研究人员，在激光模式调控技术领域取得了重要进展。他们的研究成果以《Single-Mode Lasing by Selective Mode Structure Breaking》为题，发表在《先进功能材料》（Advanced Functional Materials）上。
单模激光因其出色的单色性、强相干性和高亮度，广泛应用于光通信、精密测量和医疗等领域。然而，激光腔中的多个接近共振模式之间的竞争使得实现单模激光的过程充满挑战。为了克服这一难题，研究团队提出了一种创新的方法：选择性模式结构破缺。
该研究通过引入选择性空间结构破缺，有效干扰了竞争模式的模式结构，从而在不增加巨大损耗的情况下，实现了单一模式的选择。作为概念验证，研究团队采用精细加工技术，在微盘腔上引入外围角光栅破缺结构，成功消除了不匹配的竞争模式，实现了稳定的单模激光输出。
为了进一步优化激光特性，研究团队还引入了挖孔设计，以抑制剩余的高阶激光模式。这一创新制造的激光光源被命名为“模式结构破坏激光器”，展现出了优异的单模激光特性，包括卓越的稳定性、超低阈值和窄线宽。
这一研究为超低阈值、可调谐单模激光器的发展开辟了新途径，对构建光子集成电路中的片上激光阵列具有重要意义。随着微型化和集成化需求的增加，单模激光在现代技术中的应用将变得更加广泛。
本研究得到了国家自然科学基金和上海市相关项目的支持，标志着激光技术应用及其理论研究的重要进展。随着研究的深入，未来在激光领域有望实现更多突破和应用。
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