Recentemente, o laser aleatório em redes complexas mostrou um laser eficiente em mais de 50 modos localizados, promovido por espalhamento múltiplo no gráfico subjacente. Esses lasers de rede podem levar a fontes de luz multifuncionais de comutação rápida com espectro sintetizado, se controlados.
Em uma nova pesquisa de Imperial College London com parceiros na Itália e na Suíça, os cientistas desenvolveram um método para controlar com precisão um laser de rede, de modo que ele emita apenas uma única cor ou combinação de cores por vez. Eles desenvolveram um sistema de laser baseado em uma rede semelhante a uma teia de aranha. Seu sistema poderia ser usado em novas aplicações de detecção e computação.
O sistema opera brilhando “padrões de iluminação” distintos no laser da rede; cada padrão fino causa um laser de cor diferente, ou grupo de cores, a ser produzido. Um dispositivo de microespelho digital (DMD) cria padrões de iluminação. O DMD é otimizado por um algoritmo que seleciona o melhor padrão para uma determinada cor de laser.
Os cientistas observaram, “Os novos sistemas laser de rede podem ter muitas aplicações, principalmente porque podem ser integrados em chips. Por exemplo, eles poderiam ser usados como chaves de hardware altamente seguras, onde os padrões de iluminação se tornam as chaves seguras que geram a senha na forma do espectro do laser.”
Os lasers de rede podem ser empregados como sensores que podem rastrear até mesmo mudanças mínimas nas superfícies circundantes, porque também são muito sensíveis aos padrões de iluminação adequados.
O co-autor Professor Riccardo Sapienza, do Departamento de Física do Imperial College London, disse: “Combinamos a matemática da teoria das redes com a ciência do laser para domar esses lasers complexos. Acreditamos que isso estará no centro do processamento leve em chips e estamos testando-o agora como um aprendizado de máquina hardware.”
Coautor Professor Mauricio Barahona, do Departamento de Matemática do Imperial, dito: “Este é um exemplo em que vimos a matemática e a física se unindo, mostrando como as propriedades de uma rede podem afetar e ajudar a controlar o processo de laser. O próximo grande desafio é projetar redes e padrões de iluminação para controlar o perfil temporal da luz do laser e codificar informações nele.”
Jornal de referência:
- Saxena, D., Arnaudon, A., Cipolato, O. et al. Sensibilidade e controle espectral de lasers de rede. Nat Commun 13 (6493). DOI: 10.1038/s41467-022-34073-3
