半導體激光器自1962年誕生以來已經(jīng)獲得了廣泛的應用，但其依然存在一個飽受詬病的缺點，即大的發(fā)散角和橢圓出光。通常垂直方向發(fā)散角半角大于30°，水平方向10°左右，這導致較低的光束質(zhì)量和較差的可聚焦性。雖然通過光學方法可改善并實現(xiàn)大功率直接半導體激光光源，但光源最終光束質(zhì)量仍將受限于單元器件光束質(zhì)量。針對上述難題，佟存柱研究員團隊采用雙邊布拉格反射波導結構，通過光子帶隙原理實現(xiàn)光場的控制，最終實現(xiàn)半角定義發(fā)散角小于5°的圓形光束半導體激光器，95%能量對應垂直發(fā)散角僅9.8°（國際報道最好為15.6°），并且在不同電流驅(qū)動下均保持圓形光束出光，器件最高連續(xù)輸出功率4.6W，直接的光纖耦合實驗證明90%以上的耦合效率。該方法是從半導體激光器結構入手，有望替代目前商業(yè)化的半導體激光器，有著重要的應用前景。