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中国科学院上海光学精密机械研究所张龙、董红星团队与湖南大学和南京航空航天大学合作，在激光模式调控领域取得突破性进展。 研究人员通过一种创新的选择性模式结构破缺方法，在单个激光腔内实现了高性能单模激光输出，相关成果发表在《先进功能材料》期刊上。

单模激光以其优异的单色性、强相干性和高亮度而著称，但由于微腔内多个共振模式间的竞争，实现单模激光输出一直面临挑战。该团队巧妙地引入选择性空间结构破缺，有效抑制了竞争模式，从而在不显著增加损耗的前提下实现了单模选择。

实验中，研究人员在微盘腔上运用精密加工技术，构建外围角光栅破缺结构，成功消除不匹配的竞争模式，实现了单模激光输出。 随后，通过引入挖孔进一步抑制高阶模式，优化了激光特性。 这种新型模式结构破坏激光器展现出优异的单模激光特性，例如高稳定性、超低阈值和窄线宽。

这项研究为开发超低阈值、可调谐单模激光器提供了新的技术途径，对构建光子集成电路上的片上激光阵列具有重要意义。 该研究得到了国家自然科学基金和上海市相关项目的资助。