近日，我院曾永全教授课题组在激光器研究领域取得系列重要进展，两项原创研究成果相继发表于国际权威期刊《Light: Science & Applications》（《光：科学与应用》）与《Laser & Photonics Reviews》（《激光与光子学评论》）。

发表在Light: Science & Applications上的论文题为““High-purity linearly polarized emission from a compact BIC laser”（紧凑型BIC激光器的高纯度线偏振发射）。我院博士生李一帆为第一作者，曾永全教授、暨南大学邓子岚教授和中国工程院余少华院士为共同通讯作者，我院郑国兴、梁国镇、李仲阳教授，博士生郭威、崔梓航以及中国信息通信科技有限公司陶金研究员等参与完成相关研究，武汉大学为论文第一完成单位。

图. BIC激光发射向光束偏振匹配的演化

连续谱束缚态（BIC）可助力光子晶体激光器实现低阈值、单模面发射。但传统准BIC激光器存在固有短板，其动量空间具有矢量偏振涡旋特性，叠加有限尺寸器件的动量不确定性与光束发散问题，难以兼顾小尺寸、低阈值、高光束质量与高线偏振纯度，制约器件实用化。针对该技术难题，团队揭示光束-偏振失配是限制偏振纯度的根本原因，提出色散辅助偏振工程优化策略，通过引入反演对称性破缺微扰与各向异性晶格色散协同调控，优化动量空间偏振分布与远场光束形貌。实验制备出紧凑型准BIC激光器，器件尺寸为20 × 20个晶格单元（16.4 μm × 13.4 μm），可稳定单模工作，波长1590 nm，偏振消光比达298:1。该方案无需牺牲器件品质因子、紧凑性与光束质量，大幅提升线偏振纯度，通用性、可拓展性强，可为光通信、精密测量、成像传感等领域提供高性能单片集成偏振光源。

题为“Dirac-scaled topological edge states for high-performance surface emission”（基于狄拉克扩展拓扑边缘态的高性能面发射激光器）的论文在线发表在Laser & Photonics Reviews上。我院博士生洪杏为第一作者，曾永全教授担任通讯作者。武汉大学为论文第一完成单位。

图. 狄拉克扩展拓扑边缘态面发射激光器结构及其性能表征

拓扑保护边缘态激光器是拓扑光子集成的核心器件，但现有方案存在短板，受谷-动量锁定、模场受限等问题制约，普遍存在激光泵浦阈值高、输出功率低的痛点，严重限制实际应用。针对该难题，研究团队提出狄拉克色散调控新思路，创新构建三层异质复合拓扑波导新架构。该结构通过模式杂化延展模场区域，抑制垂直辐射损耗、提升光学品质因子，且可灵活缩放模场体积，保留拓扑传输稳定性。团队基于1550nm通信波段材料完成芯片制备，实验显示器件性能大幅跃升，泵浦阈值、输出功率、外量子效率均达同期最优水平，且性能仍有优化空间。该研究阐明了新型拓扑态调控物理机制，多维度优化器件核心性能，架构通用性强，可适配多波段平台，在光通信、精密光学测量等领域应用前景广阔。

以上工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划、湖北省科技创新重点项目、广东省基础与应用基础研究基金、武汉市重点研发计划、武汉大学中央高校基本科研业务费等项目的支持。

曾永全教授课题组面向国家和产业的重大需求，长期聚焦前沿拓扑微纳光学及其光电器件应用研究，近三年持续在Nature/Science子刊及一区TOP期刊发表系列高水平成果，形成了完整的拓扑光子激光器研究体系。团队常年欢迎光电信息、物理、半导体激光、光通信等专业优秀学子报考硕士、博士研究生。

论文链接：https://doi.org/10.1038/s41377-026-02322-5

https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/lpor.71416

（通讯员：李一帆，图片提供：李一帆）