Voos de Lévy para luz em sistemas ordenados

Em um laser aleatório, em vez de uma cavidade, a realimentação para ação laser é feita através do múltiplo espalhamento da luz em um material difusivo com meio ganho. Os lasers aleatórios foram estudados dentro da estrutura da física estatística de sistema complexos, e flutuações no espectro de saída em experimentos idênticos realizados diversas vezes mostraram distribuições com caudas longas, distribuições estas que são chamadas de distribuições de Lévy, e ocorrem devido a fótons "sortudos" que passam mais tempo dentro do meio de ganho e são amplificados antes de sair. Os cruzamentos Gaussiano-Lévy-Gaussiano foram vistos aumentando o ganho óptico. No presente artigo investigamos as flutuações de intensidade e os voos de Lévy para lasers convencionais (com cavidade ordenada) aumentando o ganho óptico. As mesmas transições Gaussiano-Lévy-Gaussiano existentes no contexto dos lasers aleatórios foram observadas em lasers convencionais, colocando os lasers convencionais como uma excelente referência para a mecânica estatística de sistemas complexos.

In a Random Laser (RL), instead of a cavity, the feedback for laser action is due to the multiple scattering of light propagating in a diffusive material with gain. The RLs have been investigated within the framework of the statistical physics, and intensity fluctuations of the output spectra upon repeated identical experimental realizations have been shown to exhibit long-tailed distributions, termed Lévy stable or Lévy flights, due to “lucky” photons with long rare paths inside the gain medium before leave it. Gaussian-Lévy-Gaussian crossovers have been identified by increasing the optical gain. In the present article, we investigate for the first Lévy distributions in closed cavity (conventional) lasers by increasing the optical gain. The Lévy exponent is tunable for gain around the threshold, and the same crossovers of RLs were identified, putting the Lasers and RLs as an excellent benchmark for the statistical mechanics of complex systems.