综述：等离激元晶格激光器

这篇综述聚焦等离激元晶格激光器（Plasmonic lattice lasers），总结其近 5 年关键进展，涵盖非传统晶格腔、定制激光特性、多色多向发射策略等，探讨发展挑战，为光通信、传感及量子应用等领域研究提供重要参考。

　　

等离激元晶格激光器的发展与特性

等离激元晶格激光器作为下一代纳米激光器的潜在选择，正逐渐成为研究热点。它采用开放腔设计，由金属纳米颗粒的周期性晶格构成，这种结构使其能方便地与液态和固态增益纳米材料集成。

与传统的紧凑型光源，如垂直腔面发射激光器（VCSELs）不同，等离激元晶格激光器展现出独特的优势。通过合理选择增益纳米材料、晶格对称性和纳米颗粒成分，它能够实现可定制的发射波长、极化和方向性。在过去 5 年里，该领域取得了显著进展，例如实现了对激光波长的实时控制、可调谐的多模激光发射，以及复杂极化和强度分布的设计。

实现多色和多向发射的策略

实现多色发射是等离激元晶格激光器的一个重要研究方向。研究人员发现，通过调整晶格结构和纳米颗粒的组成，可以改变激光器的发射光谱，从而实现不同颜色的光输出。这一特性在显示技术和光通信领域具有巨大的应用潜力。

在多向发射方面，通过设计特殊的晶格对称性，可以引导激光在不同方向上发射。这种多向发射的能力可以提高光的利用率，在照明和传感等领域具有重要价值。

不同增益材料的优势

增益材料在等离激元晶格激光器中起着关键作用。不同的增益材料具有各自独特的优势。液态增益材料通常具有较高的荧光量子产率，能够提供较强的增益，有利于实现低阈值激光发射。固态增益材料则具有更好的稳定性和可加工性，便于集成到各种光学器件中。研究人员正在不断探索新的增益材料，以进一步提高等离激元晶格激光器的性能。

降低激光阈值的挑战

尽管等离激元晶格激光器取得了不少进展，但降低激光阈值仍然是一个重大挑战。激光阈值的降低对于提高激光器的效率和性能至关重要。目前，主要的挑战在于制造精度的限制。精确控制金属纳米颗粒的尺寸、形状和晶格间距对于实现低阈值激光发射至关重要，但现有的制造技术还难以满足如此高的精度要求。此外，阈值工程也是一个复杂的问题，需要综合考虑材料的光学性质、晶格结构和增益机制等多个因素。

未来展望

尽管在制造精度、阈值工程和实现电驱动等方面还存在诸多未解决的问题，但等离激元晶格激光器在下一代光通信、传感和量子应用等技术领域仍有望发挥关键作用。随着研究的不断深入和技术的进步，相信这些挑战将逐步得到解决，等离激元晶格激光器将迎来更广阔的发展前景。