Πρόσφατα, το τυχαίο λέιζινγκ σε πολύπλοκα δίκτυα έδειξε αποτελεσματικό lasing σε περισσότερους από 50 εντοπισμένους τρόπους λειτουργίας, που προωθείται από πολλαπλή σκέδαση στο υποκείμενο γράφημα. Αυτά τα λέιζερ δικτύου μπορούν να οδηγήσουν σε ταχεία εναλλαγή πολυλειτουργικών πηγών φωτός με συνθετικό φάσμα εάν ελέγχονται.
Σε νέα έρευνα του Imperial College London Με συνεργάτες στην Ιταλία και την Ελβετία, οι επιστήμονες έχουν αναπτύξει μια μέθοδο για τον ακριβή έλεγχο ενός λέιζερ δικτύου έτσι ώστε να εκπέμπει μόνο ένα μόνο χρώμα ή συνδυασμό χρωμάτων κάθε φορά. Έχουν επινοήσει ένα σύστημα λέιζερ που βασίζεται σε ένα δίκτυο σαν ιστός αράχνης. Το σύστημά τους θα μπορούσε να χρησιμοποιηθεί σε νέες εφαρμογές ανίχνευσης και υπολογιστών.
Το σύστημα λειτουργεί λάμποντας διακριτικά «μοτίβα φωτισμού» στο λέιζερ δικτύου. κάθε λεπτό μοτίβο προκαλεί α διαφορετικό χρώμα λέιζερ, ή ομάδα χρωμάτων, που θα παραχθούν. Μια ψηφιακή συσκευή μικροκαθρέφτη (DMD) δημιουργεί μοτίβα φωτισμού. Το DMD βελτιστοποιείται από έναν αλγόριθμο που επιλέγει το καλύτερο μοτίβο για ένα συγκεκριμένο χρώμα λέιζερ.
Οι επιστήμονες σημείωσαν, «Τα νέα συστήματα λέιζερ δικτύου θα μπορούσαν να έχουν πολλές εφαρμογές, ιδιαίτερα καθώς μπορούν να ενσωματωθούν σε τσιπ. Για παράδειγμα, θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως κλειδιά υλικού υψηλής ασφάλειας, όπου τα μοτίβα φωτισμού γίνονται τα ασφαλή κλειδιά που δημιουργούν τον κωδικό πρόσβασης με τη μορφή του φάσματος λέιζερ».
Τα λέιζερ δικτύου θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν ως αισθητήρες που μπορούν να παρακολουθούν ακόμη και μικρές αλλαγές στις γύρω επιφάνειες, επειδή είναι επίσης πολύ ευαίσθητοι στα σωστά μοτίβα φωτισμού.
Ο συν-συγγραφέας καθηγητής Riccardo Sapienza, από το Τμήμα Φυσικής του Imperial College του Λονδίνου, είπε: «Έχουμε συνδυάσει τα μαθηματικά της θεωρίας δικτύων με την επιστήμη των λέιζερ για να τιθασεύσουμε αυτά τα πολύπλοκα λέιζερ. Πιστεύουμε ότι αυτό θα είναι στο επίκεντρο της ελαφριάς επεξεργασίας στα τσιπ, και το δοκιμάζουμε τώρα ως α μάθηση μηχανής σκεύη, εξαρτήματα."
Συν-συγγραφέας καθηγητής Mauricio Barahona, από το Τμήμα Μαθηματικών στο Imperial, είπε: «Αυτό είναι ένα παράδειγμα όπου είδαμε τα μαθηματικά και τη φυσική να ενώνονται, δείχνοντας πώς οι ιδιότητες ενός δικτύου μπορούν να επηρεάσουν και να βοηθήσουν στον έλεγχο της διαδικασίας lasing. Η επόμενη μεγάλη πρόκληση είναι να σχεδιάσουμε δίκτυα και μοτίβα φωτισμού για τον έλεγχο του χρονικού προφίλ του φωτός λέιζερ και την κωδικοποίηση πληροφοριών σε αυτό».
Αναφορά στο περιοδικό:
- Saxena, D., Arnaudon, Α., Cipolato, Ο. et al. Ευαισθησία και φασματικός έλεγχος λέιζερ δικτύου. Nat Commun 13, 6493 (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-34073-3
