近日，北工大信息学部徐晨、解意洋教授团队在垂直腔面发射激光器（VCSEL）研究领域取得重要进展，研究成果被国际权威期刊《Advanced Materials》和《Nature Communications》陆续报道。研究团队通过在VCSEL端面制备纳米结构形成超构表面激光芯片，使芯片具备同时调控相位和偏振特性的功能，实现了超紧凑、轻量化和多功能激光光源，有效替代了传统复杂光学系统功能，进一步丰富和拓展了VCSEL在光通信、激光操控和量子光学中的应用。两项研究成果的合作单位包括中国科学院半导体研究所、国家纳米科学中心、芬兰坦佩雷大学和法国国家科学中心。

《Advanced Materials》报道了研究团队在研制矢量光束激光器方面的重要进展。团队设计了具有二维面内双折射纳米天线阵列的光学结构，解决了高质量大深宽比GaAs矩形纳米柱的关键工艺，研制出矢量涡旋光束激光芯片、具有不同偏振态的4通道定向发射激光芯片和矢量全息显示激光芯片。该研究成果在光通信、显示和激光操控等方面具有较大应用潜力。

《Nature Communications》报道了研究团队在研制琼斯矩阵超构表面激光器方面的重要进展。团队基于琼斯矩阵控制正交偏振态的任意相位函数的构想，设计了可用于操控光子自旋态的超构表面结构，研制出琼斯矩阵超构表面激光器，实现光子自旋态的解耦合和分束调控，不仅为控制激光波前增加新的自由度，还为新兴自旋光电子器件的发展提供了新思路。

据悉，团队相关研究工作得到了国家重点研发计划（纳米科技专项）、国家自然科学基金、北京市科技新星计划、北京市自然科学基金等项目支持。