目前，基于镧系元素的UVB微型激光是紫外到深紫外区域的关键光源器件。然而，传统研究存在如下的缺点：1.上转换材料光学增益低、光学约束弱；2.上转换激光的加工重复性低，无法进行阵列化加工；3. 器件在紫外区域存在增益的竞争，导致整体激光无法集中到更短波长区域。这些缺点限制了这种微型激光在诊断和光疗的应用。

针对以上问题，重点实验室提出了沉底控制的微型激光加工法。如下图所示，通过对沉底的形状控制可以实现对UVB激光大小的准确控制。该工艺方法成本低廉、制作简便，可大规模制备。并且，采用二氧化硅微米柱为模板制备的微谐振器的形状、尺寸可以完美继承微米柱的形状和直径，方便制备各种形状结构的微谐振器，突出的优点是此类微腔阵列的性能均一并且重复性高。

图1 微激光器阵列的制备。通过标准光刻与电感耦合等离子刻蚀相结合的自上而下加工工艺，获得微米柱阵列。当上转换材料旋涂在阵列上时，会通过表面张力自组装成边缘光滑、厚度可控的微盘紫外激光器阵列。

图2 微型紫外激光器性能表征：通过调控微腔厚度来进一步提升微型紫外激光器的性能，即根据理论计算，将微腔厚度控制在130nm，从而限制竞争波长(345 nm和361nm)的紫外激光输出，达到增强289 nm激光输出的目标。

尽管获得了289nm处的深紫外耳语回廊模激光输出，但是其性能仍有待于优化。由于竞争波长(345nm，1I6 → 3H6)和目标深紫外波长(289nm，1I6 → 3F4 )的激光输出都需要消耗1I6 能级的能量，因此，抑制竞争波长(345nm)的激光输出是一条增强目标深紫外波长(289nm)输出的有效途径。从材料结构设计与制备而言，很难实现单一地限制某个波长的输出(如345 nm)，而该目标能够从谐振腔光学设计方面得到解决。由于微盘面内尺寸远远大于其厚度，该微盘谐振腔可以认为是垂直方向的波导模式。这意味着不同厚度下各波导模式的截止波长即可决定面内放大的“开”和“关”。345nm和361nm处的波导截止波长发生在微腔厚度为140nm左右。当微腔厚度为130-140nm时，仅允许289nm的激光在面内传输。在此基础上，我们构筑了厚度为130nm的微谐振器阵列，验证了光学设计的正确性。该工作于2019年发表于Advanced Materials上。