Ostatnio losowe laserowanie w złożonych sieciach wykazało efektywne laserowanie w ponad 50 zlokalizowanych modach, promowane przez wielokrotne rozpraszanie na podstawowym wykresie. Te lasery sieciowe mogą prowadzić do szybko przełączających się wielofunkcyjnych źródeł światła o syntetyzowanym widmie, jeśli są kontrolowane.
W nowych badaniach przeprowadzonych przez Imperial College London wraz z partnerami z Włoch i Szwajcarii naukowcy opracowali metodę precyzyjnego sterowania laserem sieciowym, tak aby emitował on tylko jeden kolor lub kombinację kolorów na raz. Opracowali system laserowy oparty na sieci przypominającej pajęczynę. Ich system można wykorzystać w nowych zastosowaniach związanych z wykrywaniem i obliczaniem.
System działa poprzez świecenie charakterystycznych „wzorów oświetlenia” na laserze sieciowym; każdy drobny wzór powoduje a inny kolor laseralub grupę kolorów, które mają zostać wyprodukowane. Cyfrowe urządzenie mikrolustro (DMD) tworzy wzory oświetlenia. DMD jest optymalizowany przez algorytm, który wybiera najlepszy wzór dla konkretnego koloru lasera.
Naukowcy zauważyli, „Nowe sieciowe systemy laserowe mogą mieć wiele zastosowań, zwłaszcza że można je zintegrować z chipami. Można je na przykład wykorzystać jako bardzo bezpieczne klucze sprzętowe, gdzie wzorce podświetlenia stają się bezpiecznymi kluczami generującymi hasło w postaci widma lasera”.
Lasery sieciowe można zastosować jako czujniki śledzące nawet najmniejsze zmiany na otaczających powierzchniach, ponieważ są one również bardzo wrażliwe na odpowiednie wzorce oświetlenia.
Współautor, profesor Riccardo Sapienza z Wydziału Fizyki Imperial College w Londynie, powiedział: „Połączyliśmy matematykę teorii sieci z nauką o laserach, aby okiełznać te złożone lasery. Wierzymy, że będzie to podstawą przetwarzania światła na chipach i testujemy to teraz jako uczenie maszynowe sprzęt komputerowy."
Współautor profesor Mauricio Barahona z Wydziału Matematyki Uniwersytetu Imperial, powiedziany: „To przykład, w którym widzieliśmy połączenie matematyki i fizyki, pokazujące, w jaki sposób właściwości sieci mogą wpływać na proces laserowy i pomagać w jego kontrolowaniu. Kolejnym dużym wyzwaniem jest zaprojektowanie sieci i wzorów oświetlenia w celu kontrolowania tymczasowego profilu światła laserowego i kodowania w nim informacji”.
Referencje czasopisma:
- Saxena, D., Arnaudon, A., Cipolato, O. i in. Czułość i kontrola widmowa laserów sieciowych. Nat Commun 13 6493 (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-34073-3
