Pour apprivoiser le chaos dans les puissants lasers à semi-conducteurs, qui provoque des instabilités, les scientifiques ont introduit un autre type de chaos.

Les lasers à semi-conducteurs de haute puissance sont utilisés dans le traitement des matériaux, imagerie biomédicale et recherche industrielle, mais la lumière émise qu'ils produisent est affectée par des instabilités, le rendant incohérent.

Les instabilités du laser sont causées par des filaments optiques; des structures lumineuses qui se déplacent de manière aléatoire et changent avec le temps, provoquant le chaos. Supprimer ces instabilités est depuis longtemps un objectif en physique, mais les stratégies précédentes pour réduire les filaments impliquaient généralement de réduire la puissance du laser.

Cela signifie qu'il ne peut plus être utilisé pour de nombreuses applications pratiques à haute puissance, comme dans le cinéma laser 3D ultra-lumineux ou comme éléments dans les systèmes laser extrêmement lumineux utilisés dans les réacteurs à fusion.

Au lieu, les chercheurs ont dû choisir entre un laser à semi-conducteur puissant avec une qualité de sortie médiocre et un laser cohérent mais beaucoup moins puissant.

Maintenant, une équipe de recherche de l'Imperial College de Londres, Université de Yale, L'université technologique de Nanyang et l'université de Cardiff ont proposé une nouvelle solution.

Leur technique, publié aujourd'hui dans Science , utilise le « chaos quantique » pour empêcher les filaments laser, qui conduisent aux instabilités, de se former en premier lieu. En créant un chaos quantique (onde) dans la cavité utilisée pour créer le laser, le laser lui-même reste stable.

Professeur Ortwin Hess, du Département de physique de l'Impériale, contribué une grande partie de la théorie, simulation et interprétation du nouveau système. Il a dit :« La façon dont les filaments optiques, qui provoquent les instabilités laser, Le contrôle de la croissance et de la résistance est pour le laser un peu comme le comportement indiscipliné des tornades. Une fois qu'ils se forment, ils se déplacent de façon chaotique, provoquant la destruction dans leur sillage.