Doğa, karmaşık sorunlara en uygun çözümleri bulmanın bir yoluna sahiptir. Örneğin, tek bir proteinin milyarlarca katlanma yoluna rağmen, proteinler her zaman potansiyel enerjiyi en aza indirecek şekilde katlanır. Beyinsiz bir organizma olan balçık küfü, önüne bir engelle çıksa bile, her zaman yiyeceğe giden en etkili yolu bulur. Bir atlama ipi, her iki ucundan tutulduğunda her zaman aynı şekilde, katener olarak bilinen bir eğride sarılır.
Bu tür bir optimizasyon, varyasyon ilkesi olarak bilinen şeyle açıklanır: protein, küf veya atlama ipi tarafından bulunan şeklin diğer herhangi bir varyasyonu daha fazla enerji gerektirir.
Şimdi NSF tarafından finanse edilen araştırmacılar Harvard Üniversitesi bazı lazerlerin aynı prensibi kullandığını bulmuşlardır. Araştırma şu şekilde açıklanmıştır: Fiziksel İnceleme Mektupları.
Frekans tarakları, ışığın farklı frekanslarını (renklerini) ölçmek ve tespit etmek için yaygın olarak kullanılan, yüksek hassasiyetli araçlardır. Tek bir frekans yayan geleneksel lazerlerin aksine, bu lazerler, bir tarağın dişlerini andıracak şekilde eşit aralıklarla yerleştirilmiş birden çok frekansı aynı anda yayar.
Bir lazer bir frekans tarağı ürettiğinde, kendisini periyodik olarak tekrarlayan ışık dalgaları yayar. Tarak parametrelerine bağlı olarak, bu dalgalar renk olarak değişirken sabit bir yoğunluğa sahip olabilir veya yoğunluğu artan ve azalan kısa ışık atımları gibi görünebilir.
Araştırmacılar, tarakların darbeleri nasıl ürettiğini biliyorlar, ancak sözde frekans modülasyonlu lazerlerin, değişen frekanslar karşısında sabit bir yoğunluğu nasıl koruduğu uzun süredir devam eden bir muamma.
Federico Capasso liderliğindeki araştırmacılar, spektroskopi ve algılamada yaygın olarak kullanılan kuantum kademeli lazerler olarak bilinen ışık kaynaklarının yaydığı dalga biçimini yeniden yapılandırdılar. Lazerlerin, yalnızca yoğunluk dalgalanmalarını bastırmakla kalmayıp – zaman içinde sabit bir yoğunluğa yol açan – aynı zamanda güç çıkışını en üst düzeye çıkaran ışık dalgaları yaymayı seçtiğini buldular.
Araştırma, NSF’ler tarafından finanse edilmektedir. Mühendislik Müdürlüğü.
“Bu frekans modülasyonlu lazer gibi lazer teknolojilerine ilişkin temel bilgiler, dünyamızı anlamamız için ultra geniş bant, yüksek güç ve hassas ışık kaynakları vaat ediyor ve – gelecekte – gelişmiş moleküler spektroskopi, atomik saatler için yeni teknolojiler, NSF program direktörü Ruyan Guo, “GPS, astronomi ve diğer birçok uygulama” dedi. Elektronik, Fotonik ve Manyetik Cihazlar.