主要观点：

• 介绍了 Society 5.0 所需的激光特性及现有激光的不足，引出新型半导体激光 PCSEL。
• 阐述 PCSEL 的独特构造及工作原理，通过在三明治结构中添加“瑞士奶酪”层控制光的传播，实现高亮度光束。
• 讲述了 PCSEL 的发展历程，从早期实验到不断创新提高亮度，目前已能达到 1GW/cm²/sr 的亮度并用于切割钢等。
• 探讨了 PCSEL 在工业、自动驾驶、传感器等领域的应用前景，以及未来提高其功率、效率和热管理等方面的发展方向。

关键信息：

• Society 5.0 需小尺寸、低成本、高可控性和适应性的激光，传统半导体激光亮度受限，其他类型激光存在尺寸大、成本高、难控制等问题。
• PCSEL 由活性层和包层组成，通过“瑞士奶酪”层控制光的模式，能产生既强大又狭窄的光束，其工作原理类似光子晶体控制光的流动。
• 经过多年研究，PCSEL 的亮度不断提高，从最初的 1 瓦连续工作到 50 瓦，直径 3mm 时发散仅 1/20 度，未来有望达到 10 - 100GW/cm²/sr 的亮度。
• PCSEL 在工业制造（如汽车零件）、自动驾驶传感器、芯片制造、核聚变、太空飞行等领域有广阔应用前景。

重要细节：

• 传统半导体激光标准条纹法难以提高输出功率且易产生高阶横向模式，导致光束质量差；PCSEL 通过特殊结构控制光的振荡模式，实现高亮度光束。
• 早期 DFB 激光实验为 PCSEL 的发展提供了思路，后来 Kyoto 大学团队不断改进 PCSEL 的设计，解决了尺寸扩大和高阶模式抑制等问题。
• 提高 PCSEL 的功率需组装阵列或扩大发射面积，同时要抑制高阶模式、提高能量效率和热管理能力。
• 已成功构建用于自动驾驶的小型、高分辨率 lidar 系统，以及能电子控制多束光的 PCSEL 芯片，未来有望实现更大功率和更高亮度的激光。