以U形狀納米激光陣列為例，通過(guò)自發(fā)相位鎖定產(chǎn)生相干激射的U形狀納米激光陣列具有更高的空間和頻譜相干性，表現(xiàn)為動(dòng)量空間更為局域的方向性出射和頻譜空間良好的單模激射等非相干激射陣列所不具有的特性（如圖4）。

圖4. U形莫爾納米激光陣列相干特性。（a）掃描電子顯微鏡照片，橙色六邊形標(biāo)出了構(gòu)成U形的17個(gè)莫爾納米激光；（b）相干陣列的二階強(qiáng)度關(guān)聯(lián)函數(shù)隨泵浦功率變化圖；（c）輸出功率隨輸入功率變化圖；（d—f）相干陣列激射的實(shí)空間圖案（d）、動(dòng)量空間圖案（e）和光譜（f）；（g—i）作為對(duì)比器件的非相干陣列激射的實(shí)空間圖案（g）、動(dòng)量空間圖案（h）和光譜（i）

課題組還進(jìn)一步對(duì)納米激光的相對(duì)相位進(jìn)行控制，實(shí)現(xiàn)了相控陣納米激光陣列。圖5展示了具有不同相對(duì)相位分布的4個(gè)納米激光陣列實(shí)空間和動(dòng)量空間圖案。圖中標(biāo)“+”和“-”的納米激光之間相差180度的相位，這些相位分布決定了4個(gè)納米激光器陣列具有不同的出射方向分布。

圖5. 相控陣納米激光陣列。（a—d）基模（a）、一階模（b）、二階模（c）、三階模（d）的實(shí)空間激射圖案，標(biāo)“+”和“-”的納米激光之間相差180度的相位；（e）基模、一階模、二階模、三階模中心Г點(diǎn)的角分辨強(qiáng)度分布圖

北京大學(xué)物理學(xué)院凝聚態(tài)物理與材料物理研究所2020級(jí)博士研究生欒弘義、歐陽(yáng)云浩、趙紫薇為共同第一作者，論文作者還包括凝聚態(tài)物理與材料物理研究所2021級(jí)博士研究生毛文志。馬仁敏為通訊作者。

上述研究工作得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、北京市自然科學(xué)基金、新基石科學(xué)基金會(huì)等支持。

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