Sources and gain in photonic random media

Troebele en ondoorzichtige materialen worden steeds vaker ingezet als bouwstenen in de optica. Traditioneel worden de eigenschappen van deze materialen onderzocht door licht van buitenaf op het materiaal te laten schijnen. Ramy El-Dardiry onderzocht hoe wanordelijke materialen interactie vertonen met minuscule lichtbronnen die zich binnenin een dergelijk materiaal bevinden. De hoeveelheid licht die dan wordt uitgezonden blijkt afhankelijk te zijn van zowel het type lichtbron als de optische omgeving. In een driedimensionaal systeem zal het uitgezonden licht doorgaans een diffusieproces ondergaan: het licht verspreidt zich dan gemiddeld genomen even sterk in alle richtingen. In een eendimensionaal materiaal laten experimenten zien hoe elektromagnetische straling door middel van interferentie op een specifieke plaats blijft. Daarnaast toont El-Dardiry met verschillende experimenten hoe een combinatie van geëxciteerde lichtbronnen en wanordelijke terugkoppeling kan leiden tot een zogeheten random laser: een speciale laser waarin de conventionele spiegels geheel ontbreken. De kleur van deze lasers blijkt heel goed te controleren met behulp van absorptie. De ontwikkelde experimentele technieken zijn mogelijk toepasbaar in uiteenlopende vakgebieden, van de nanofotonica tot de verfindustrie.