اخیراً، لیزر تصادفی در شبکه‌های پیچیده، لیزر کارآمد را در بیش از 50 حالت موضعی نشان داده است که توسط پراکندگی چندگانه بر روی نمودار زیرین ارتقا یافته است. این لیزرهای شبکه در صورت کنترل می توانند به منابع نوری چند منظوره با سوئیچینگ سریع با طیف سنتز شده منجر شوند.
در تحقیقات جدید توسط امپریال کالج لندن با شرکای خود در ایتالیا و سوئیس، دانشمندان روشی را برای کنترل دقیق لیزر شبکه ای توسعه داده اند به طوری که در یک زمان تنها یک رنگ یا ترکیب رنگ را منتشر می کند. آنها یک سیستم لیزری بر اساس شبکه ای مانند تار عنکبوت ابداع کرده اند. سیستم آنها می تواند در کاربردهای جدید سنجش و محاسبات استفاده شود.
این سیستم با درخشش "الگوهای روشنایی" متمایز بر روی لیزر شبکه عمل می کند. هر الگوی ظریف باعث ایجاد الف رنگ لیزری متفاوت، یا گروهی از رنگ ها که تولید می شوند. یک دستگاه میکروآینه دیجیتال (DMD) الگوهای روشنایی ایجاد می کند. DMD توسط الگوریتمی بهینه شده است که بهترین الگو را برای یک رنگ لیزری خاص انتخاب می کند.
دانشمندان خاطرنشان کردند، «سیستم های لیزری شبکه جدید می توانند کاربردهای زیادی داشته باشند، به ویژه اینکه می توانند در تراشه ها ادغام شوند. به عنوان مثال، آنها می توانند به عنوان کلیدهای سخت افزاری بسیار ایمن استفاده شوند، جایی که الگوهای روشنایی به کلیدهای ایمن تبدیل می شوند که رمز عبور را در قالب طیف لیزری تولید می کنند.
لیزرهای شبکه می توانند به عنوان حسگرهایی استفاده شوند که می توانند حتی تغییرات جزئی را در سطوح اطراف ردیابی کنند، زیرا آنها همچنین به الگوهای روشنایی مناسب بسیار حساس هستند.
پروفسور ریکاردو ساپینزا از گروه فیزیک امپریال کالج لندن گفت: ما ریاضیات نظریه شبکه را با علم لیزر ترکیب کرده ایم تا این لیزرهای پیچیده را رام کنیم. ما معتقدیم که این در قلب پردازش نور بر روی تراشه ها خواهد بود، و اکنون آن را به عنوان یک آزمایش آزمایش می کنیم فراگیری ماشین سخت افزار.”
یکی از نویسندگان پروفسور مائوریسیو باراونا، از دپارتمان ریاضیات امپریال، گفت:: این نمونه‌ای است که در آن شاهد ترکیب ریاضیات و فیزیک بودیم که نشان می‌دهد چگونه ویژگی‌های یک شبکه می‌تواند بر فرآیند لیزر تأثیر بگذارد و به کنترل آن کمک کند. چالش بزرگ بعدی طراحی شبکه ها و الگوهای روشنایی برای کنترل مشخصات زمانی نور لیزر و رمزگذاری اطلاعات در آن است.
مرجع مجله:
- Saxena، D.، Arnaudon، A.، Cipolato، O. و همکاران. حساسیت و کنترل طیفی لیزرهای شبکه Nat Commun 13، 6493 (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-34073-3
