北大科研團隊實現(xiàn)高量子效率拓撲偏振奇點激光

北京大學(xué)物理學(xué)院凝聚態(tài)物理與材料物理研究所、納光電子前沿科學(xué)中心、人工微結(jié)構(gòu)和介觀物理國家重點實驗室馬仁敏研究員課題組提出了一種雙輻射通道微腔反饋機制，各輻射通道具有不同的拓撲偏振特性，并基于此機制實現(xiàn)了高量子效率拓撲偏振奇點激光。該研究成果以《具有高輻射效率通道的拓撲偏振奇點激光》（Topological polarization singular lasing with highly efficient radiation channel）為題，于10月30日在線發(fā)表于《自然·通訊》（Nature Communications）。 << aAYkx<  
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在不同維度實現(xiàn)光場極端局域化的高性能激光極大地推動了現(xiàn)代科學(xué)和技術(shù)的發(fā)展，其中在空間維度實現(xiàn)局域化的微型化激光成為了現(xiàn)代信息技術(shù)的基石。激光反饋腔的設(shè)計是實現(xiàn)高性能微型化激光的核心。 +|Mi lwr  
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拓撲偏振奇點激光具有成對的輻射通道（圖1）。成對的通道中的一個為奇點通道，攜帶拓撲偏振奇點，不攜帶能量至光學(xué)遠場；另一個為輻射通道，其輻射場不攜帶偏振奇點，為線性偏振。奇點通道使得此反饋機制具有相對較高的品質(zhì)因子，易于實現(xiàn)單模激射；輻射通道使得此反饋機制具有較高的輻射速率，易于實現(xiàn)高激射量子效率。本工作實現(xiàn)的拓撲偏振奇點激光室溫激射閾值僅為每平方厘米1kW，線寬為0.14nm，邊模抑制比超過36dB，量子效率達24.5%（圖2）。 A w)
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北京大學(xué)物理學(xué)院特聘副研究員桑云剛、2019級博士研究生盧靜玉、2020級博士研究生歐陽云浩和欒弘義為論文共同第一作者，論文作者還包括北京大學(xué)2021屆本科畢業(yè)生吳家昊（現(xiàn)為美國哥倫比亞大學(xué)博士研究生）和李嘉鏞（現(xiàn)為瑞士蘇黎世聯(lián)邦理工學(xué)院碩士研究生），馬仁敏為論文通訊作者。這項工作得到了國家重點研發(fā)計劃、北京市自然科學(xué)基金、國家自然科學(xué)基金以及騰訊基金等支持。 FhMl+Ou  
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