半導(dǎo)體激光器自1962年誕生以來(lái)已經(jīng)獲得了廣泛的應(yīng)用，但其依然存在一個(gè)飽受詬病的缺點(diǎn)，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(dǎo)致較低的光束質(zhì)量和較差的可聚焦性。雖然通過(guò)光學(xué)方法可改善并實(shí)現(xiàn)大功率直接半導(dǎo)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(duì)上述難題，佟存柱研究員團(tuán)隊(duì)采用雙邊布拉格反射波導(dǎo)結(jié)構(gòu)，通過(guò)光子帶隙原理實(shí)現(xiàn)光場(chǎng)的控制，最終實(shí)現(xiàn)半角定義發(fā)散角小于5°的圓形光束半導(dǎo)體激光器，95%能量對(duì)應(yīng)垂直發(fā)散角僅9.8°（國(guó)際報(bào)道最好為15.6°），并且在不同電流驅(qū)動(dòng)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(shí)驗(yàn)證明90%以上的耦合效率。該方法是從半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)入手，有望替代目前商業(yè)化的半導(dǎo)體激光器，有著重要的應(yīng)用前景。