近期美国科学家取得激光器技术新突破，研发出准周期光子晶体面发射激光器 QPCSEL，器件可在室温环境下完成激光发射，相关研究成果正式刊发于《应用物理快报》。
光子晶体面发射激光器 PCSEL 作为高性能半导体激光器，过去二十年间持续受到科研界与产业界重视，在国防、航空航天等关键场景具备很高的应用价值。传统 PCSEL 依靠规则周期性重复的光子晶体图案实现激光调控，但这套方案存在明显短板：光子晶体几何构型固定，如果要调整器件光学性能，就必须重新完成图案设计与整套器件加工，研发迭代成本高，设计自由度受限。
为突破这一瓶颈，研究团队跳出整齐周期排布的固有思路，引入具备拓扑保护特性的非重复准周期结构，结合自研埋置式介电层制造平台开展实验。和传统直接在半导体上刻蚀微孔的工艺不同，新工艺先对二氧化硅层刻蚀得到目标准周期图案，再外延生长半导体材料，将光子晶体图案完整埋入半导体器件内部。
测试验证表明，埋置在半导体内部的准周期光子晶体结构，成功实现室温激光输出。该工艺最大亮点在于光子晶体图案拥有极高的设计灵活性与均匀度，科研人员不再被单一固定排布束缚，通过调控器件内部折射率分布，就能够定制所需激光参数。同时该技术平台支持在同一块衬底上集成多种不同光子晶体结构，为制造稳定性更强、综合性能更出众的半导体激光器开辟全新路径。