เมื่อเร็ว ๆ นี้ เลเซอร์แบบสุ่มในเครือข่ายที่ซับซ้อนได้แสดงให้เห็นเลเซอร์ที่มีประสิทธิภาพมากกว่า 50 โหมดที่แปลเป็นภาษาท้องถิ่น โดยได้รับการส่งเสริมโดยการกระเจิงหลายจุดบนกราฟพื้นฐาน เลเซอร์เครือข่ายเหล่านี้สามารถนำไปสู่แหล่งกำเนิดแสงมัลติฟังก์ชั่นที่สลับอย่างรวดเร็วพร้อมสเปกตรัมสังเคราะห์หากได้รับการควบคุม
ในงานวิจัยใหม่โดย อิมพีเรียลคอลเลจลอนดอน ร่วมกับพันธมิตรในอิตาลีและสวิตเซอร์แลนด์ นักวิทยาศาสตร์ได้พัฒนาวิธีการควบคุมเลเซอร์เครือข่ายอย่างแม่นยำ เพื่อที่จะปล่อยสีเดียวหรือการผสมสีในแต่ละครั้ง พวกเขาได้คิดค้นระบบเลเซอร์โดยใช้เครือข่ายเหมือนกับใยแมงมุม ระบบของพวกเขาสามารถนำไปใช้ในแอปพลิเคชันการตรวจจับและการคำนวณแบบใหม่
ระบบทำงานโดยการฉาย "รูปแบบการส่องสว่าง" ที่โดดเด่นบนเลเซอร์เครือข่าย แต่ละรูปแบบที่ดีทำให้เกิด สีเลเซอร์ที่แตกต่างกันหรือกลุ่มสีที่ต้องการผลิต อุปกรณ์ไมโครมิเรอร์ดิจิทัล (DMD) จะสร้างรูปแบบการส่องสว่าง DMD ได้รับการปรับให้เหมาะสมโดยอัลกอริธึมที่เลือกรูปแบบที่ดีที่สุดสำหรับสีเลเซอร์เฉพาะ
นักวิทยาศาสตร์ตั้งข้อสังเกตว่า “ระบบเลเซอร์เครือข่ายใหม่อาจมีการใช้งานหลายอย่าง โดยเฉพาะอย่างยิ่งเมื่อสามารถรวมเข้ากับชิปได้ ตัวอย่างเช่น สามารถใช้เป็นคีย์ฮาร์ดแวร์ที่มีความปลอดภัยสูง โดยที่รูปแบบการส่องสว่างกลายเป็นคีย์ที่ปลอดภัยที่สร้างรหัสผ่านในรูปแบบของสเปกตรัมเลเซอร์”
เลเซอร์เครือข่ายสามารถใช้เป็นเซ็นเซอร์ที่สามารถติดตามการเปลี่ยนแปลงแม้แต่นาทีเดียวบนพื้นผิวโดยรอบได้ เนื่องจากมีความไวต่อรูปแบบการส่องสว่างที่เหมาะสมมาก
ผู้ร่วมเขียนศาสตราจารย์ Riccardo Sapienza จากภาควิชาฟิสิกส์ที่ Imperial College London กล่าวว่า: “เราได้รวมคณิตศาสตร์ของทฤษฎีเครือข่ายเข้ากับวิทยาศาสตร์เลเซอร์เพื่อทำให้เลเซอร์ที่ซับซ้อนเหล่านี้เชื่องได้ เราเชื่อว่านี่จะเป็นหัวใจสำคัญของการประมวลผลแสงบนชิป และเรากำลังทดสอบในขณะนี้ในฐานะ เรียนรู้เครื่อง ฮาร์ดแวร์."
ผู้ร่วมเขียนศาสตราจารย์ Mauricio Barahona จากภาควิชาคณิตศาสตร์ที่ Imperial กล่าวว่า: “นี่คือตัวอย่างที่เราเห็นว่าคณิตศาสตร์และฟิสิกส์มารวมกัน ซึ่งแสดงให้เห็นว่าคุณสมบัติของเครือข่ายสามารถส่งผลกระทบและช่วยควบคุมกระบวนการเลเซอร์ได้อย่างไร ความท้าทายใหญ่ต่อไปคือการออกแบบเครือข่ายและรูปแบบการส่องสว่างเพื่อควบคุมโปรไฟล์เวลาของแสงเลเซอร์และเข้ารหัสข้อมูลในนั้น”
การอ้างอิงวารสาร:
- Saxena, D. , Arnaudon, A. , Cipolato, O. และคณะ ความไวและการควบคุมสเปกตรัมของเลเซอร์เครือข่าย ณัฐคอมมิชชัน 13, 6493 (2022). ดอย: 10.1038/s41467-022-34073-3
