Il Random Laser

FONTE

La luce monocromatica è dovuta a pochi fotoni che rimangono a lungo nel materiale.
Random Laser: Una sorgente che emette luce simile a un laser ma in tutte le direzioni può produrre lampi di luce monocromatica pura come quella di un laser ordinario.

A metà strada circa fra una lampadina e un laser, esiste un tipo di sorgente luminosa insolito e singolare chiamato "random laser". Esso emette luce simile a un laser, ma in tutte le direzioni. Ora un team di ricercatori dell'European Laboratory for Nonlinear Spectroscopy (LENS) e dell'Istituto Nazionale di Fisica della Materia (INFM) ritiene di aver svelato uno dei misteri di queste sorgenti, scoprendo perché esse possono emettere lampi di luce monocromatica pura come quelli di un laser ordinario. Gli esperimenti e le simulazioni al computer, descritti in un articolo pubblicato sulla rivista "Physical Review Letters", mostrano che ogni impulso puro comincia con un singolo fotone "fortunato" che riesce a rimbalzare avanti e indietro per centinaia di volte prima di sfuggire. In un normale laser, la luce rimbalza all'interno di una cavità riflettente che contiene un materiale amplificante, come un cristallo. A ogni passaggio attraverso il materiale, i fotoni ne reclutano altri e poi attraversano uno specchio parzialmente trasmettente per produrre un fascio. Se il cristallo viene sostituito con della polvere di particelle, si ottiene un random laser. I fotoni si diffondono attraverso la polvere e, quando la luce esce, contiene di solito un range di lunghezze d'onda molto maggiore di quello di un normale laser. Ma se l'amplificazione è abbastanza forte, un random laser può produrre una luce estremamente monocromatica a diverse lunghezze d'onda che dominano le emissioni di background. Diederik Wiersma e colleghi hanno studiato il fenomeno, scoprendo che mentre la maggior parte dei fotoni emerge dalla cavità dopo poche decine di rimbalzi, pochi fotoni compiono anche 100-1000 rimbalzi prima di fuoriuscire, accumulando un enorme numero di compagni con la loro identica lunghezza d'onda, e questo spiega i sottilissimi picchi nello spettro. Sushil Mujumdar, Marilena Ricci, Renato Torre, Diederik S. Wiersma, Amplified Extended Modes in Random Lasers. Phys. Rev. Lett. 93, 053903 (30 luglio 2004).

APPROFONDIMENTI:
Un amplificatore ottico al silicio; Un sottilissimo laser; Un "random laser" tutto italiano