光注入导致CO_2激光器混沌运转及其奇怪吸引子的实验观测

本文首次在实验上对单纵模、多横模连续CO_2激光器由注入信号所引起的非稳性进行了研究。观察到了系统输出的频率漂移和混沌运转等现象,利用微分重建相空间图方法观察到了在光注入的条件下混沌态所对应的奇怪吸引子,并对由注入光引起的非稳性的物理机制进行了讨论。     

CO_2激光器光注入效应及其奇怪吸引子

实验上对单纵模、多横模连续ＣＯ_２激光器由注入光引起的混饨运转进行了研究。利用微分重构相空间法对系统在演化成混饨态时的相空间轨道进行了观测，并首次观察到在注入光条件下不同横模结构所对应的形状各异的奇怪吸引子，通过分析它们的结构对由光注入引起非稳性的物理机制进行了讨论。     

半导体光纤环形激光器产生偏振混沌的数值研究

建立了半导体光纤环形激光器的动力学模型, 并进行了数值分析和研究。半导体光放大器采用由张应变引起的自身双折射理论模型, 光纤的双折射效应和偏振控制器对光的偏振调节作用综合用一个线性双折射琼斯矩阵表示。利用Matlab软件对该模型进行仿真, 寻找到特定电流下半导体光纤环形激光器产生偏振混沌时偏振控制器的延迟角与方位角的范围以及半导体光放大器注入电流对环形激光器产生偏振混沌的影响。仿真的环形激光器输出功率与偏振度随半导体光放大器注入电流的变化关系与实验结果相符。结果表明, 半导体光放大器注入电流越大、偏振控制器的延迟角与方位角越接近零, 越容易产生高频偏振混沌。     

双区共腔双稳态激光器在光注入下的计算机模拟

本文对双区共腔半导体双稳态激光器在从吸收区背面及沿轴向外部光注入下的稳态及瞬态特性进行了计算机模拟,得到稳态光开关及光放大特性,瞬态情况下随着注入光的增强输出由近混沌状脉动到单峰快衰减张弛振荡而更强光注入时则仅存在一延迟过程.     

铜蒸气激光器种子注入光腔的参数计算

用矩阵光学理论计算了由主振荡器和功率放大器组成的种子注入光腔。主振荡器光腔是由曲率半径R1=-250mm,R2=5000mm,相距L=2375mm的球面镜组成的正支非稳腔;功率非稳腔是由曲率半径R3=400mm,R4=5600mm,相距S=3000mm的球面镜构成的负支非稳腔。理论计算表明,该种子注入光腔可输出光束发散角约几十微弧的激光,可满足铜蒸气激光器主振荡器功率放大器(MOPA)的技术要求。     

布里渊散射对光反馈混沌源时延特征的抑制

提出了一种利用光纤布里渊散射效应抑制光反馈半导体激光器时延特征的方法。实验研究发现,当平均功率为200mW的混沌激光注入到长为10km的单模光纤中,经过光纤的后向布里渊散射作用,混沌激光自相关曲线在时延105ns处的峰值从0.251降低到0.075,互信息曲线在时延105ns处的峰值从0.087降低到0.008。在此基础上,实验分析了注入光功率对混沌激光时延特征抑制效果的影响,结果表明,当混沌激光注入的平均功率在200~1500mW范围内时,混沌激光的时延特征得到有效抑制;当测量次数在1~50范围内时,光纤布里渊散射对混沌激光时延特征的抑制效果较稳定。     

光注入光反馈下VCSEL非线性输出特性分析

为了研究光注入和光反馈对垂直腔面发射激光器(VCSEL)非线性输出特性的影响,基于自旋反转模型(SFM),利用MATLAB数值仿真二者共同作用下VCSEL的非线性输出特性.研究结果表明:在光注入和光反馈同时作用下,VCSEL输出可以实现稳态、单周期、多周期、混沌等非线性行为.通过合理选择注入强度,可实现对VCSEL输出行为的控制.     

离轴非稳腔导引光多光束干涉与远场图样研究

研究光腔内导引光的往返振荡物理过程与传播特性有助于理解、判断光腔的准直失调状态。离轴非稳腔作为一种兼具高提取效率与高光束质量的混合非稳腔,调腔导引光在离轴非稳腔中的振荡物理过程研究鲜有报道。通过理论计算与实验研究了导引光在离轴非稳腔内的多光束干涉过程及其远场传播特征,在实验中搭建了离轴非稳腔（X方向为平凹稳定腔,Y方向为共焦非稳腔）导引光研究装置,通过凹球面镜小孔注入波长为632.8 nm的基模高斯光束,开展了光腔准直与导引光远场图样研究,实验结果与计算结果吻合较好。计算与实验结果表明：离轴非稳腔的干涉图样与传统共焦非稳腔/稳定腔不同,调腔导引光在腔镜小孔注入处出现椭圆“水滴”状干涉图样,该图样亮度较高,可以用于判断光腔的准直状态。输出导引光的远场光斑在Y方向上是不同振荡阶次的亮核光斑,其中高阶次亮核光斑可用于指示红外激光的远场光斑位置。     

Bragg声光调制稳定激光零级衍射振幅环内的光学混沌

报道一种利用Bragg声光调制衍射光束分束比稳定激光零级衍射光振幅的实验装置,稳定性优于5×10~(-5).研究了声光晶体非线性效应在高增益声光调制自控稳幅环内,产生激光混沌的机理,实验观察到了混沌现象.     

外光注入八字形腔的混沌动力学研究

基于外光注入带反馈的非线性光环镜理论模型,数值研究了外光注入八字形腔的混沌动力学特性。结果表明,随着外光注入功率的增加,非线性光纤环镜将经历倍周期进入混沌,这主要是由于注入的光信号在非线性环内传输的过程中由于光纤的非线性克尔效应产生非线性相移,光场经过多次迭代最终实现了混沌输出,为利用非线性光纤环镜实现混沌激光的输出提供了理论指导。     

单光子跃迁过程的线性化稳定性分析

本文应用线性化稳定性分析的方法,对用Max-well-Bloch方程所描述的单光子跃迁过程进行了复振幅分析。分析的结果表明:在对极化量进行绝热消除之后,单光子光学双稳性特性曲线上的合作支和单原子支不存在失稳的问题;而有注入场的单光子激光,随着输出光强的增加,输出光强则可能由不稳定变为稳定。应用线性化稳定性分析的方法可以获得因软模不稳定性而引起的有注入场单光子激光的不稳定输出条件。     

内调制技术和Pound-Drever-Hall技术对894.6nm倍频腔的稳频比较

为了对抽运源的稳频技术做出对比和选择,采用内调制技术和相位调制光外差技术,以周期性极化KTP晶体作为非线性晶体,实现了894.6nm连续光两镜驻波倍频腔的稳频运转。结果表明,在不同注入光功率下,用这两种方法锁定倍频腔后获得的蓝光功率基本相同;在最大注入光功率为350mW时,获得178mW的447.3nm蓝光,相应的转化效率为50.8%;在最大注入光功率下,利用内调制技术和相位调制光外差稳频技术获得的蓝光在2h内功率起伏分别为3.4%和2.3%。该研究对获得稳定输出的447.3nm蓝光用来制备铯原子D₁线的非经典光的实验是有帮助的。     

基于光域补偿的远距离光混沌同步

光混沌信号受限于光纤中的色散和非线性效应，难以实现远距离同步。同时，由于光注入混沌同步采用纯光域信号处理，无法与现有通信系统中的电域非线性补偿融合。因此，从非线性薛定谔方程出发，提出色散管理与基于光域的非线性管理相融合的技术方案，实现激光混沌远距离同步。然后，详细研究了不同传输距离、不同注入强度下的同步和传输特性。结果表明，在传输距离为1000 km、注入强度为0.5 mW情况下，系统能够实现信息速率为1 Gb/s的保密通信，同步载波相关系数能够达到0.97以上。     

Bragg型声光双稳系统的稳定性分析及调制效应

本文分析了一个Bragg衍射混合型声尤双稳系统的稳定性及调制效应。给出该系统的动力学方程,稳态方程及出现双稳态的参数范周。画出稳区与非稳区的边界。当输入光作简谐调制时,预言了稳区输出光的共振效应和共振峰的偏移,非稳区频率锁定现象,调制幅度增加导致的倍周期分岔及混沌效应。     

电光混合光学双稳性实验装置研究

本文介绍了电光混合光学双稳实验装置的原理、系统构成、性能参数及调节使用的方法。文章所介绍的OB—1型电光混合光学双稳实验装置首次为国内提供了成套的进行光学双稳性研究和教学的实验系统。该装置采用He-Ne激光光源和LiNbO_3电光调制器,结构紧凑,使用调节方便。除能演示光开关、光放大和光稳功率等光双稳现象外,还可用作电光调制器和电光晶体参数的测量。若再配以微型计算机,本装置还可生动演示光稳定态向周期态乃至混沌态变化的物理过程。因此OB—1型是一套多功能的实验装置。     

激光混沌耦合同步及其在保密通信中的应用

建立了外部光注入半导体激光器激光混沌耦合同步系统，导出了耦合条件下的激光扰动方程和激光同步扰动方程。成功模拟了外部光注入波长1．3lμm分布反馈半导体激光器的激光混沌耦合同步，其同步误差小且抗噪声干扰能力强。该同步系统在混沌模拟和数字保密通信中的数值模拟表明，无论是在时域还是在频域，信息都难以被分离，该系统确有较高的保密性能和反破译能力。     

用激光观察光引起的光散射

据澳大利亚武器研究公司称,用激光似乎能观察到由光引起的光散射。有足够高的光通量存在时,激光束的相干性必然引起准集合态的形成。准集合态一定会大大增加散射截面,因而产生了可观察到的光所引起的光散射。     

相向传播光束间非线性相互作用导致的非稳、自振荡和混沌

当两列单色光波在三阶非线性色散介质中相向传播时,若光强高于某一阈值,其输出光将呈现强的振荡,最终导致混沌。通过数值计算,可以找到非稳阈值强度与介质响应时间和反馈延迟时间之间的关系。计算表明,若光在非线性介质中的渡越时间等于介质的弛豫时间,则出现非稳的阈值最低。     

半导体双稳态激光器在光注入下的实验研究

本文报道了InGaAsP/InP 双区共腔脊形波导双稳激光器在外光注入下产生光-光双稳特性及光-光放大的实验结果,给出了器件在直流及脉冲工作时的光-光双稳特性,并对结果进行了初步分析.     

铜蒸气激光器中的放大自发辐射研究

图1是振荡-放大装置的示意图。振荡器和放大器均由平均输出功率为25W的铜蒸气激光器组成。放电管采用φ=35mm,ι=1100mm的陶瓷管。振荡器采用非稳腔输出,以保证放大器的注入光具有良好的方向性。用一台主脉冲信号发生器发出的信号同时控制二台或