集成纳米激光器因其在从光学信息处理和通信到医疗治疗等众多应用中的重要作用，几十年来一直备受关注。尽管纳米激光器的偏振、轨道角动量和指向性已成功得到操控，但其激光波前和辐射特性却无法随意定制。通常需要更多的光学元件来进一步改变激光特性，这使得激光系统体积庞大，并且不可避免地受到斑点噪声的限制。

       2025 年 7 月 9 日，哈尔滨工业大学（深圳）宋清海教授、肖淑敏教授及鹏程实验室余少华院士作为共同通讯作者，在 Nature 期刊发表了题为：Metalasers with arbitrarily shaped wavefront的研究。

       该研究提出并实现了一种新型激光器--超表面激光器（metalaser），丰富了我们对激光器的认识，并提升了其在各种光学和光子学应用中的性能。

       在这项新研究中，研究团队提出并实现了一种新型激光器--超表面激光器（metalaser），通过利用介质谐振超表面的局部和非局部响应之间的相互作用来实现。

       平面结构中元原子之间的非局域相互作用限制了激光模式，而局域变化的偶极矩则精确地塑造了光束波前。因此，超表面激光器的发射可以直接具有任何所需的轮廓，包括焦点、焦线、矢量光束、涡旋光束甚至全息图。值得注意的是，超表面激光器的散射波不像激光模式那样经历共振放大，其强度要弱好几个数量级。因此，在超表面激光全息图中，散斑噪声变得可忽略不计，为传统激光全息图的散斑噪声问题提供了一个可行的解决方案。

       总的来说，这一发现丰富了我们对激光器的认识，并提升了其在各种光学和光子学应用中的性能。

       论文链接：

       https://www.nature.com/articles/s41586-025-09275-6