Recentemente, il laser casuale in reti complesse ha mostrato un laser efficiente in più di 50 modalità localizzate, promosso dallo scattering multiplo sul grafico sottostante. Se controllati, questi laser di rete possono portare a sorgenti luminose multifunzionali a commutazione rapida con spettro sintetizzato.
Nella nuova ricerca di Imperial College di Londra con partner in Italia e Svizzera, gli scienziati hanno sviluppato un metodo per controllare con precisione un laser di rete in modo che emetta un solo colore o una combinazione di colori alla volta. Hanno ideato un sistema laser basato su una rete simile a una tela di ragno. Il loro sistema potrebbe essere utilizzato in nuove applicazioni di rilevamento e calcolo.
Il sistema funziona emettendo "modelli di illuminazione" distintivi sul laser di rete; ogni modello fine provoca a colore laser diverso, o gruppo di colori, da produrre. Un dispositivo a microspecchio digitale (DMD) crea schemi di illuminazione. Il DMD è ottimizzato da un algoritmo che seleziona il modello migliore per un particolare colore laser.
Gli scienziati hanno notato, “I nuovi sistemi laser di rete potrebbero avere molte applicazioni, soprattutto perché possono essere integrati nei chip. Ad esempio, potrebbero essere utilizzati come chiavi hardware altamente sicure, dove i modelli di illuminazione diventano le chiavi sicure che generano la password sotto forma di spettro laser”.
I laser di rete potrebbero essere impiegati come sensori in grado di tracciare anche i più piccoli cambiamenti sulle superfici circostanti perché sono anche molto sensibili ai modelli di illuminazione adeguati.
Il coautore, il professor Riccardo Sapienza, del Dipartimento di Fisica dell'Imperial College di Londra, ha dichiarato: “Abbiamo combinato la matematica della teoria delle reti con la scienza dei laser per domare questi laser complessi. Riteniamo che questo sarà il fulcro dell'elaborazione della luce sui chip e lo stiamo testando ora come soluzione machine learning hardware."
Il coautore Professor Mauricio Barahona, del Dipartimento di Matematica dell'Imperial, disse: “Questo è un esempio in cui abbiamo visto matematica e fisica unirsi, mostrando come le proprietà di una rete possono influenzare e aiutare a controllare il processo laser. La prossima grande sfida è progettare reti e schemi di illuminazione per controllare il profilo temporale della luce laser e codificare le informazioni in essa contenute”.
Riferimento della Gazzetta:
- Saxena, D., Arnaudon, A., Cipolato, O. et al. Sensibilità e controllo spettrale dei laser di rete. Nat Comun 13, 6493 (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-34073-3
