A közelmúltban az összetett hálózatokban a véletlenszerű lézerezés több mint 50 lokalizált módban hatékony lézerezést mutatott ki, amelyet az alapul szolgáló grafikonon történő többszörös szóródás segít elő. Ezek a hálózati lézerek gyorsan kapcsolható multifunkcionális fényforrásokhoz vezethetnek szintetizált spektrummal, ha szabályozzák.
Új kutatásában Imperial College London olaszországi és svájci partnerekkel a tudósok kifejlesztettek egy módszert a hálózati lézer pontos vezérlésére úgy, hogy az egyszerre csak egyetlen színt vagy színkombinációt bocsát ki. Kidolgoztak egy lézerrendszert, amely olyan hálózaton alapul, mint egy pókháló. Rendszerüket új érzékelési és számítástechnikai alkalmazásokban lehetne használni.
A rendszer úgy működik, hogy jellegzetes „megvilágítási mintákat” világít meg a hálózati lézeren; minden finom minta okozza a különböző lézer színű, vagy színcsoportot kell előállítani. A digitális mikrotükör eszköz (DMD) megvilágítási mintákat hoz létre. A DMD-t egy algoritmus optimalizálja, amely kiválasztja a legjobb mintát egy adott lézerszínhez.
A tudósok megjegyezték, „Az új hálózati lézerrendszereknek sokféle alkalmazásuk lehet, különösen azért, mert chipekbe integrálhatók. Például rendkívül biztonságos hardverkulcsként használhatók, ahol a megvilágítási minták a jelszót generáló biztonsági kulcsokká válnak lézerspektrum formájában.
A hálózati lézerek olyan szenzorokként használhatók, amelyek a környező felületek apróbb változásait is nyomon tudják követni, mivel nagyon érzékenyek a megfelelő megvilágítási mintákra.
A társszerző, Riccardo Sapienza professzor, az Imperial College London fizika tanszékéről elmondta: „A hálózatelmélet matematikáját egyesítettük a lézertudományokkal, hogy megszelídítsük ezeket a bonyolult lézereket. Úgy gondoljuk, hogy ez lesz a chipeken végzett könnyű feldolgozás középpontjában, és most teszteljük, mint a gépi tanulás hardver."
Társszerző, Mauricio Barahona professzor, az Imperial Matematika Tanszékéről, mondott: „Ez egy olyan példa, ahol a matematika és a fizika találkozik, megmutatva, hogy a hálózat tulajdonságai hogyan befolyásolhatják és segíthetik a lézerezési folyamatot. A következő nagy kihívás hálózatok és megvilágítási minták tervezése a lézerfény időbeli profiljának szabályozására és az információ kódolására.”
Journal Reference:
- Saxena, D., Arnaudon, A., Cipolato, O. et al. Hálózati lézerek érzékenysége és spektrális vezérlése. Nat Commun 13, 6493 (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-34073-3
