フォトニクス：位相同期を用いた再構成可能なモアレ・ナノレーザーアレイ

小型レーザーは、現代の情報社会のインフラにおいて中心的な役割を果たしている。波長スケールを超えたレーザーの小型化における飛躍的な進展によって、幅広い応用だけでなく、極端光場の局在化やレーザー発振モード操作における光と物質の相互作用の研究にも新たな可能性が開かれている。マイクロスケールレーザー研究の究極の目的は、情報容量と機能性を同時に高めることができる、再構成可能なコヒーレントナノレーザーアレイを開発することである。しかし、ナノレーザー共振器を再構成する適切な物理的機構が存在しないため、単一共振器や固定アレイでのナノレーザーの実証が妨げられている。今回我々は、ツイストフォトニックグラフェン格子の光学平坦バンドに基づくモアレ・ナノレーザーアレイを提案・実証して、単一ナノ共振器から再構成可能なナノ共振器アレイまで、コヒーレントなナノレーザー発振を実現した。我々は、P、K、Uの字形と、漢字の「中」と「国」（「中国」）を含むさまざまな異なるパターンにわたって高い空間コヒーレンスとスペクトルコヒーレンスを示す、同期したナノレーザーアレイを観測した。さらに、空間的に変化する相対位相で発光するナノレーザーアレイも得られ、これによって発光方向の操作が可能になった。今回の成果は、通信、LiDAR（光検出および測距）、光コンピューティング、撮像に応用できる可能性がある再構成可能な能動素子開発の基礎を築くものである。

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