For nylig har tilfældig lasering i komplekse netværk vist effektiv lasering over mere end 50 lokaliserede tilstande, fremmet af multiple spredning over den underliggende graf. Disse netværkslasere kan føre til hurtigt skiftende multifunktionelle lyskilder med syntetiseret spektrum, hvis de kontrolleres.
I ny forskning af Imperial College London med partnere i Italien og Schweiz har forskere udviklet en metode til præcist at styre en netværkslaser, så den kun udsender en enkelt farve eller farvekombination ad gangen. De har udtænkt et lasersystem baseret på et netværk som et edderkoppesvæv. Deres system kunne bruges i nye sensing- og computerapplikationer.
Systemet fungerer ved at skinne karakteristiske "belysningsmønstre" på netværkslaseren; hvert fint mønster forårsager en forskellig laserfarve, eller gruppe af farver, der skal produceres. En digital mikrospejlenhed (DMD) skaber belysningsmønstre. DMD er optimeret af en algoritme, der vælger det bedste mønster til en bestemt laserfarve.
Forskere bemærkede, "De nye netværkslasersystemer kan have mange anvendelsesmuligheder, især da de kan integreres i chips. For eksempel kunne de bruges som yderst sikre hardwarenøgler, hvor belysningsmønstrene bliver de sikre nøgler, der genererer adgangskoden i form af laserspektret."
Netværkslaserne kunne bruges som sensorer, der kan spore selv små ændringer på omgivende overflader, fordi de også er meget følsomme over for de korrekte belysningsmønstre.
Medforfatter professor Riccardo Sapienza, fra Institut for Fysik ved Imperial College London, sagde: "Vi har kombineret netværksteoriens matematik med laservidenskab for at tæmme disse komplekse lasere. Vi tror på, at dette vil være kernen i let behandling på chips, og vi tester det nu som en machine learning hardware."
Medforfatter professor Mauricio Barahona, fra Institut for Matematik ved Imperial, sagde: "Dette er et eksempel, hvor vi så matematik og fysik komme sammen og vise, hvordan et netværks egenskaber kan påvirke og hjælpe med at kontrollere laserprocessen. Den næste store udfordring er at designe netværk og belysningsmønstre for at kontrollere den tidsmæssige profil af laserlyset og indkode information i det."
Journal Reference:
- Saxena, D., Arnaudon, A., Cipolato, O. et al. Følsomhed og spektral kontrol af netværkslasere. Nat Commun 13, 6493 (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-34073-3
