최근 복잡한 네트워크의 무작위 레이징은 기본 그래프에 대한 다중 산란에 의해 촉진되는 50개 이상의 국지적 모드에 걸쳐 효율적인 레이징을 보여주었습니다. 이러한 네트워크 레이저는 제어되는 경우 합성 스펙트럼을 사용하여 빠르게 전환되는 다기능 광원으로 이어질 수 있습니다.
새로운 연구에서는 임페리얼 칼리지 런던 대학 이탈리아와 스위스의 파트너와 함께 과학자들은 네트워크 레이저를 정밀하게 제어하여 한 번에 단일 색상 또는 색상 조합만 방출하는 방법을 개발했습니다. 그들은 거미줄과 같은 네트워크를 기반으로 레이저 시스템을 고안했습니다. 그들의 시스템은 새로운 감지 및 컴퓨팅 응용 분야에 사용될 수 있습니다.
이 시스템은 네트워크 레이저에 독특한 "조명 패턴"을 비추는 방식으로 작동합니다. 각각의 미세한 패턴은 다른 레이저 색상또는 색상 그룹을 생성합니다. 디지털 마이크로미러 장치(DMD)는 조명 패턴을 생성합니다. DMD는 특정 레이저 색상에 가장 적합한 패턴을 선택하는 알고리즘에 의해 최적화됩니다.
과학자들은 다음과 같이 말했습니다. “새로운 네트워크 레이저 시스템은 특히 칩에 통합될 수 있기 때문에 다양한 응용 분야를 가질 수 있습니다. 예를 들어, 조명 패턴이 레이저 스펙트럼 형태로 비밀번호를 생성하는 보안 키가 되는 매우 안전한 하드웨어 키로 사용될 수 있습니다.”
네트워크 레이저는 적절한 조명 패턴에 매우 민감하기 때문에 주변 표면의 미세한 변화도 추적할 수 있는 센서로 사용될 수 있습니다.
공동 저자인 Imperial College London 물리학과의 Riccardo Sapienza 교수는 다음과 같이 말했습니다. “우리는 이러한 복잡한 레이저를 길들이기 위해 네트워크 이론의 수학과 레이저 과학을 결합했습니다. 우리는 이것이 칩의 광 처리의 핵심이 될 것이라고 믿으며 현재 이를 테스트하고 있습니다. 기계 학습 하드웨어."
공저자인 임페리얼 대학교 수학과의 Mauricio Barahona 교수는 말했다: “이것은 수학과 물리학이 결합되어 네트워크의 속성이 레이저 발사 과정에 어떻게 영향을 미치고 제어할 수 있는지 보여주는 예입니다. 다음으로 큰 과제는 레이저 광의 시간적 프로파일을 제어하고 그 안에 정보를 인코딩하기 위해 네트워크와 조명 패턴을 설계하는 것입니다.”
저널 참조 :
- Saxena, D., Arnaudon, A., Cipolato, O. 등. 네트워크 레이저의 감도 및 스펙트럼 제어. Nat Commun 13, 6493(2022). DOI: 10.1038/s41467-022-34073-3
