Nedavno je naključno generiranje v zapletenih omrežjih pokazalo učinkovito generiranje v več kot 50 lokaliziranih načinih, ki jih spodbuja večkratno sipanje po osnovnem grafu. Ti mrežni laserji lahko vodijo do hitro preklapljajočih se večnamenskih svetlobnih virov s sintetiziranim spektrom, če so nadzorovani.
V novi raziskavi avtorja Imperial College London s partnerji v Italiji in Švici so znanstveniki razvili metodo za natančen nadzor mrežnega laserja, tako da oddaja samo eno barvo ali barvno kombinacijo naenkrat. Izdelali so laserski sistem, ki temelji na mreži kot pajkova mreža. Njihov sistem bi lahko uporabili v novih aplikacijah za zaznavanje in računalništvo.
Sistem deluje tako, da na omrežnem laserju sveti značilne "vzorce osvetlitve"; vsak fin vzorec povzroči a različne barve laserjaali skupina barv, ki jih je treba proizvesti. Digitalna mikrozrcalna naprava (DMD) ustvarja vzorce osvetlitve. DMD je optimiziran z algoritmom, ki izbere najboljši vzorec za določeno lasersko barvo.
Znanstveniki so opozorili, »Novi mrežni laserski sistemi bi lahko imeli veliko aplikacij, zlasti ker jih je mogoče integrirati v čipe. Lahko bi jih na primer uporabili kot zelo varne strojne ključe, kjer vzorci osvetlitve postanejo varni ključi, ki ustvarijo geslo v obliki laserskega spektra.«
Mrežne laserje bi lahko uporabili kot senzorje, ki lahko sledijo celo najmanjšim spremembam na okoliških površinah, ker so tudi zelo občutljivi na pravilne vzorce osvetlitve.
Soavtor profesor Riccardo Sapienza z oddelka za fiziko na Imperial College London je dejal: »Združili smo matematiko teorije omrežij z lasersko znanostjo, da bi ukrotili te kompleksne laserje. Verjamemo, da bo to v središču obdelave svetlobe na čipih, in ga zdaj preizkušamo kot strojno učenje strojna oprema."
Soavtor profesor Mauricio Barahona z oddelka za matematiko na Imperialu, je dejal: »To je primer, ko smo videli združitev matematike in fizike, ki prikazuje, kako lahko lastnosti omrežja vplivajo na proces laserske svetlobe in ga pomagajo nadzorovati. Naslednji velik izziv je načrtovanje mrež in vzorcev osvetlitve za nadzor časovnega profila laserske svetlobe in kodiranje informacij v njem.«
Referenca dnevnika:
- Saxena, D., Arnaudon, A., Cipolato, O. et al. Občutljivost in spektralni nadzor mrežnih laserjev. Nat Commun 13, 6493 (2022). DOI: 10.1038/s41467-022-34073-3
