近日，哈尔滨工业大学深圳校区宋清海、肖淑敏教授团队在激光技术领域取得重要突破。团队成功攻克了传统激光模斑形状、偏振、角动量受限的技术瓶颈，创新性开发出可自由调控发射波前的新型激光光源。研究成果发表在《自然》（Nature）上。该成果实现了激光波前形态的自由调控，开创性地推动了激光技术从“固定模斑”向“自由定制”的跨越，大幅提升了激光在通信、计算、感知、成像等领域的应用潜力。
传统激光器难以精确调控输出波前，通常需借助透镜、波片、相位片等外部光学元件来实现对光束形状的调控。因此，能否直接对激光发射波前及辐射特性实现自由定制是现代激光技术领域的难题。针对上述问题，团队提出了新型超表面激光系统（metalaser），设计并制备了具有不同几何相位分布的超表面激光器，并验证了其激光输出可具有不同的发射波前。该研究将传统“激光+光学”架构压缩为单层纳米光子结构，并在全息领域首次实现消除散斑噪声而不影响图像质量，这一突破有望重新定义相干光源的生成与应用方式，其物理概念和技术方案可在未来进一步扩展至其他纳米光子器件。