超对称性启发的微激光器阵列：为芯片大小的光学系统铺平道路

光子学领域旨在通过以光而不是电的形式存储和传输信息来改变所有形式的电子装置。除了光的原始速度之外，信息可以在各种物理特性中分层，这使得光子计算机和通信系统等设备具有诱人的前景。现在研究人员受超对称性启发开发微激光器阵列：为芯片大小的光学系统铺平道路。

在这些设备能够从理论变为现实之前，工程师们必须找到使光源（激光）更小、更强和更稳定的方法。使用激光雷达进行光学传感和测距的机器人和自主车辆，使用激光制造和材料加工技术，以及许多其他应用也在不断推动光子学领域的发展，以获得更高的功率和更有效的激光源。

近日宾夕法尼亚大学工程与应用科学学院的一组研究人员已经从理论物理学的前沿概念中吸取了经验，以设计和构建紧密堆积的微激光的二维阵列，这些阵列具有单个微激光的稳定性，但可以共同发挥作用。实现更高的功率密度数量级。

研究团队在《科学》杂志上发表了一项研究，展示了他们的超对称微激光器阵列。

超对称微激光阵列的图示

为了保存光子设备所操纵的信息，其激光器必须特别稳定和连贯。所谓的 “单模 “激光器消除了其光束内的噪音变化，并提高了相干性，但结果是比包含多个同步模式的激光器更暗，功率也更低。

耦合两个激光器会产生两个超模，但是随着将激光器排列在二维网格中，这个数字会呈四倍增长，这些二维网格用于光子感测和LiDAR应用。

研究人员的研究还表明，他们的技术与他们先前对涡旋激光器的研究相兼容，涡旋激光器可以精确地控制轨道角动量，或激光束如何围绕其行进轴螺旋旋转。操纵光的这种特性的能力可以使光子系统以比以前想象的更高密度进行编码。

宾夕法尼亚大学的研究结果标志着朝着创建更高效​​，可应用激光源迈出了重要的一步。

这项研究得到了美国陆军研究办公室、美国国家科学基金会的资助。