新的光子學研究為改進激光，高速計算和光通信鋪平了道路。

通過光的形式，而不是電的形式來存儲和傳輸信息，光子學有潛力改變所有形式的電子設備。利用光的速度和信息在其各種物理屬性中的分層方式，可以提高通信速度，同時減少能源浪費；但是，研究人員說，激光等光源需要更小、更強、更穩定才能實現這一目標。

美國研究實驗室的ARO計劃經理James Joseph博士說：“單模高功率激光被廣泛應用于對至關重要的各種應用中，并有助于為人員提供支持，包括光學通信，光學傳感和LIDAR測距。” UPenn的研究結果標志著朝著創建更高效和可部署的激光源邁出了重要的一步。”

利用該技術分層信息的方式也可能對光子計算機和通信系統產生重要影響。

由資助的研究人員設計并建造了緊密排列的微激光器二維陣列，具有單個微激光器的穩定性，但可以實現更高數量級的功率密度，為改進激光器、高速計算和光通信鋪平了道路。

為了保留由光子設備操縱的信息，其激光器必須格外穩定和相干。所謂的單模激光器消除了光束內的噪聲變化并改善了其相干性，但結果卻比包含多個同時模態的激光器更暗，功率也更低。

賓夕法尼亞大學和杜克大學的研究人員在的資助下，設計并建造了二維陣列的緊密堆積的微型激光，這些微型激光具有單個微型激光的穩定性，但可以共同實現更高的功率密度數量級。他們在同行評審雜志《科學》上發表了一項研究，證明了超對稱微激光陣列。

使用LiDAR進行光學傳感和測距，使用激光的制造和材料處理技術的機器人和自動駕駛汽車是這項研究的許多其他潛在應用中的一部分。

賓夕法尼亞大學材料科學與工程學院和電氣與系統工程學院副教授梁峰博士說：“一種實現高功率單模激光器的看似直接的方法是將多個相同的單模激光器耦合在一起以形成激光器陣列。”“直覺上，該激光器陣列將具有增強的發射功率，但是由于與耦合系統相關的復雜性，它還將具有多個超模式。不幸的是，模式之間的競爭使激光器陣列的相干性降低。”

耦合兩個激光器會產生兩個超模式，但是隨著將激光器排列在二維網格中，該數量以平方倍的方式增加，這些二維網格用于光子感測和LiDAR應用。

賓夕法尼亞大學的博士生喬興都說：“單模操作是至關重要的，因為只有將激光器全部鎖相成一個超級模式時，激光器陣列的輻射度和亮度才會隨著激光器數量的增加而增加。” “受物理學中超對稱性概念的啟發，我們可以通過添加耗散的超級伙伴來在激光器陣列中實現這種鎖相單模激光。”

在粒子物理學中，超對稱性是指兩個主要類別的所有基本粒子，玻色子和費米子，在另一類別中都尚未發現的超級伙伴。預測每個粒子的假設超級伙伴的性質的數學工具也可以應用于激光器的性質。

與基本粒子相比，制造單個微激光器的超級伙伴相對簡單。復雜性在于調整超對稱性的數學變換以產生一個完整的超級伙伴陣列，該陣列具有正確的能級，以抵消除所需的原始單模之外的所有模式。

在進行這項研究之前，超級伙伴激光器陣列只能是一維的，每個激光器元件排成一行。通過解決支配各個元素彼此耦合方向的數學關系，這項新研究展示了一種具有五行五列微型激光的陣列。

“當有損超對稱伙伴陣列和原始激光器陣列耦合在一起時，除了基本模式之外的所有超模式都將被消散，從而導致單模式激光發射的功率提高了25倍，功率密度提高了100倍以上Feng計劃的博士后研究員高子和博士說：“我們設想通過將通用方案應用于更大的陣列（甚至在三個維度上），可以實現更顯著的功率縮放。”

研究還表明，該技術與該團隊先前對渦旋激光器的研究相兼容，渦旋激光器可以精確地控制軌道角動量，或激光束如何圍繞其行進軸螺旋旋轉。操縱光的這種特性的能力可以使光子系統以比以前想象的更高的密度進行編碼，將超對稱性引入二維激光陣列，構成了潛在的大規模集成光子系統的強大工具箱。

上海芬創信息科技有限公司2004年成立至今，已然從單一產品提供發展成為各類精密光學鏡片、窗片、棱鏡和光學球透鏡等光學原件、各類光學鏡架、各類手/自動精密調整平臺、各類激光系統應用產品、顯微鏡激光導入系統、各類防振平臺及主動防振系統等儀器/設備及技術服務支持的綜合提供商。