Stabilizing continuous-wave output in semiconductor lasers by time-delayed feedback
本文研究了半导体激光器修正的Lang-Kobayashi模型中稳态的稳定化问题。我们表明，多个时间延迟的反馈，实现耦合到激光器的法布里-珀罗谐振腔，提供了一个有价值的工具，用于抑制不必要的强度脉动，并导致稳定的连续波操作。控制域的计算依赖于反馈强度，延迟时间（腔往返时间），记忆参数（镜反射率），延迟时间，反馈相位，和带通滤波，由于光反馈，多稳态行为也可以发生在延迟诱导的强度脉动或其他模式的控制参数的某些选择的形式。然后，仍然可以通过在接通期间缓慢地斜升注入电流来实现控制。
2008-10-29 nlin.CD
Synchronization in Multiple Time Delay Chaotic Laser Diodes Subject to Incoherent Optical Feedbacks and Incoherent Optical Injection
首次报道了单向和双向耦合多时间延迟混沌激光二极管在非相干光反馈和非相干光注入下的同步机制。我们推导了存在条件，并数值研究了滞后，完全，预期同步制度和级联同步的稳定性。我们还详细研究了参数失配和噪声对同步质量的影响。它强调的是，敏感性的同步质量参数失配可能会导致高水平的安全性，由于难以复制的接收器激光。我们表明，从这个角度来看，注入电流和反馈延迟时间是非常重要的参数。
2009-04-28 nlin.CD
Synchronization and time shifts of dynamical patterns for mutually delay-coupled fiber ring lasers
利用一对耦合的掺铒光纤环形激光器研究了时空耦合系统的动力学行为。激光器以小于腔往返时间的耦合延迟相互耦合。我们在实验和延迟微分方程模型中研究了两个激光器之间的同步。由于激光器内部受到自发发射的扰动，我们在模型中加入了噪声源，以获得确定性方程的随机实现。同时考虑了幅度同步和相位同步。我们使用希尔伯特变换来定义相位变量和计算相位同步。我们发现在实验和模型中，同步性随着耦合强度的增加而增加。当来自两个激光器的时间序列在任一方向上被延迟时间时移时，经常观察到近似相等的同步，使得无法识别清楚的领导者和跟随者。我们定义了一个算法，以确定哪一个激光器导致其他同步时，是充分不同的一个方向的时移，并在领导者和追随者的开关的统计进行了研究。前导器和跟随器之间的切换频率随着耦合强度而增加，这是可以预期的，因为激光器随着更强的耦合而更有效地相互影响。
2006-03-27 nlin.CD
Lag time and parameter mismatches in synchronization of unidirectionally coupled chaotic external cavity semiconductor lasers
本文分析了两个具有两个特征延迟时间的单向耦合混沌外腔主/从半导体激光器的同步，其中耦合的延迟时间不同于耦合系统本身的延迟时间。我们首次证明，主激光器和从激光器的光子衰减率的参数失配可以解释滞后时间等于耦合延迟时间的实验观察。
2002-01-17 nlin.CD
Zero Lag Synchronization of Mutually Coupled Lasers in the Presence of Delays
考虑三个相互耦合的激光器组成的具有时间延迟的传输线，研究外部激光器的混沌同步。介绍了两种不同的系统：光电耦合半导体激光器和光耦合光纤激光器。虽然这两个系统的动力学是非常不同的，但在两种情况下，在一定的参数范围内都可以获得端激光器的鲁棒同步。在这里，我们提出的分析和数值模拟来解释一些观察到的同步现象。首先，我们介绍了三个耦合的半导体激光器的系统，并讨论了振荡的发生，通过一个分叉的耦合强度增加。接下来，我们通过研究横向于同步态的动力学来分析末端激光器的同步。我们证明了在足够长的延迟下，外半导体激光器的混沌同步将发生，并与驱动耗散系统的广义同步进行了比较。结果表明，同步态的稳定性（由横向于同步流形的负Lyuppery指数表示）取决于外部激光器的内部耗散。接下来，我们提出了三个耦合光纤激光器的数值模拟，突出了半导体和光纤激光器系统之间的一些差异。由于光纤激光器中存在大量的耦合模，这是一个很好的研究时空混沌的系统。随机噪声包括在光纤激光器模型中，并且即使在非常小的耦合强度下也观察到外部激光器的同步。
2007-11-05 nlin.CD
Delayed-mutual coupling dynamics of lasers: scaling laws and resonances
我们考虑一个模型，两个激光器相互耦合的光电调制的泵的一个激光器的强度偏差的其他。光电子回路中的信号传播时间导致显著延迟，从而导致振荡输出的开始。多尺度摄动方法被用来描述作为耦合强度和延迟时间的函数的振荡的振幅和周期。对于弱耦合，振荡具有激光的弛豫周期，振幅随参数偏离分叉点的四分之一次方而变化。对于一阶耦合强度，周期被确定为延迟时间的倍数，并且振幅随平方根幂律变化。因为我们允许独立控制各个耦合常数，对于某些参数值，存在非典型的振幅共振现象。最后，我们的理论结果是一致的，最近的实验观察时，包括在耦合回路中的低通滤波器被考虑在内。
2006-08-09 nlin.CD
Complete chaotic synchronization in mutually coupled time-delay systems
在三束激光相互耦合的延时系统中，观察到了末端激光的完全混沌同步。本文利用广义同步的思想，对一个相互耦合的半导体激光器的线性模型，解释了在存在长耦合延迟时的完全同步。这些想法通过根据每个激光器的局部动力学铸造稳定性来显著简化分析。分析了同步流形附近的变分方程，并利用变分方程导出了同步条件，该同步条件是参数的函数。结果解释和预测的依赖于各种参数，如时间延迟，耦合和耗散的强度的同步。该方法也适用于其他具有耦合时滞和同步子系统之间无直接通信的混沌系统的完全同步。
2007-10-25 nlin.CD
Dithered Time Delays and Chaos Synchronization in Lasers with Multiple Feedbacks
通过对多时滞激光系统的研究，证明了对于可变时滞系统，自相关系数和互信息中的时滞特征可以被消除。这种性质使得这种激光系统非常适合于基于混沌的安全通信系统。首次报道了单向和双向耦合可变多延时激光二极管的电光反馈混沌同步。
2010-03-04 nlin.AO nlin.CD
Isochronal synchronization of delay-coupled systems
我们考虑相互延迟耦合的系统，通常不表现出稳定的等时同步的解决方案的小网络模型。我们表明，对于某些耦合架构，其中涉及延迟自反馈的节点，振荡器成为等时同步。非相干泵浦耦合激光器和时空耦合光纤环形激光器的应用。
2007-02-25 nlin.CD
Time delayed laser networks: phase versus chaos synchronization
混沌激光器的同步和多个耦合激光器产生的光的相位同步都得到了广泛的研究，然而，这两种现象之间的相互作用，特别是在网络水平上的探索。在这里，我们实验比较了具有异质耦合延迟时间的激光网络的混沌同步和类似网络的相位同步。虽然混沌激光器表现出恶化的同步网络的时间延迟的异质性增加，相位同步被发现是独立的异质性。实验结果与半导体激光器的数值模拟一致。
2013-04-03 nlin.CD physics.optics
Symmetry in the equations of nonlinear dynamics of semiconductor laser subject to delayed optical feedback
用Lang-Kobayashi方程模型描述了延迟反馈激光动力学。由于许多初始状态在相空间中渐近地接近于周期吸引子，所以这里只研究周期定态区域。李雅普诺夫变换使我们能够减少问题的一阶微分方程，而激光振荡的频谱是由适当的本征值问题。利用对称性证明了存在具有预期反馈的双激光器系统，它具有与延迟反馈激光器相同的动态特性。
2011-10-05 nlin.CD physics.optics
Coupling-Dependent Switching Between Synchronization Regimes in Feedback Time Delays Laser System
该研究建立双激光器光电互耦模型，分析耦合速率如何导致同相与反相同步之间切换，并指出其对传染病传播阻断的类比意义。
2010-08-13 nlin.CD
Time-delayed coupled chaotic semiconductor lasers show new types of synchronization: Experiment and theory
从实验和理论上发现了两个、三个和四个时延耦合混沌半导体激光器的拓扑结构，它们表现出新型的同步。对于相距很远的两台激光器，即使它们的自反馈延迟不相等，也能观察到移位零延迟同步。对于四边形几何结构，观察到移位子晶格同步，而等边三角形是零滞后同步。广义零滞后同步，没有精确匹配的延迟的限制，打开了先进的多用户通信协议的可能性。
2011-11-28 nlin.CD physics.optics
Performance characteristics of positive and negative delayed feedback on chaotic dynamics of directly modulated InGaAsP semiconductor lasers
对延迟光电反馈直接调制半导体激光器的混沌动力学进行了数值研究。利用分岔图研究了正、负延迟光电反馈对非线性增益在其最佳值范围内降低的激光器混沌输出的影响。计算了系统的李雅普诺夫指数，验证了上述结果。在非线性增益降低因子在实用值范围内时，负延迟光电反馈结构能更有效地诱导系统的混沌动力学行为。
2008-08-27 nlin.CD nlin.PS
Desired Control of Mutually Delay-Coupled Diode Lasers near Phase-flip Transition Regimes
本文研究了两个延迟耦合半导体激光器系统在面对面结构下相互光注入的零滞后同步。我们观察到这样的ZLS没有使用任何中继元件或调解激光的数值证据。此外，模拟结果还表明，这种鲁棒的ZLS发生在相位翻转过渡区附近，由于延迟耦合引起的相位-振幅耦合因子α的调制，同相和反相振荡共存。我们的发现可以在高度安全的光通信网络中实现，以及理解神经网络功能中这种ZLS的发生。
2013-08-10 nlin.CD physics.optics
Generalized Synchronization in Laser Devices with Electro-Optical Feedback
本文研究了一类典型的多时滞双向耦合非等同混沌系统的部分和全局广义同步。我们推导出这样的同步制度的条件。一般的方法适用于多个时间延迟激光系统的情况下，电光反馈。我们还研究了信号采样对多重时延激光输出的自相关函数中时延特征的影响。
2009-07-01 nlin.AO nlin.CD
Phase transition in crowd synchrony of delay-coupled multilayer laser networks
提出了群体同步和多层神经网络架构之间的类比。它表明，许多不同的动力学元件（振荡器）通过一些中介（枢纽）间接通信可以同步时，延迟耦合到枢纽的数量或耦合的强度是足够大的。使用以完全连接或稀释的方式光学延迟耦合到固定数量的不相同的中心集线器激光器的半导体激光器的系统来模拟这种现象。观察到一个普遍的相变人群同步与滞后，实现同步的时间发散的临界耦合附近的枢纽的数量无关。
2012-04-17 cond-mat.dis-nn nlin.CD
Chaotic time-delay signature suppression in lasers using phase-controlled dual optical feedback
实验研究了自由空间中双光反馈作用下的半导体激光器。我们表明，时间延迟签名，表现在混沌输出强度，可以更好地抑制比在激光器与单反馈。我们表明，反馈相位的控制是必不可少的，以抑制时间延迟签名，在一个延迟的情况下，反馈相位也影响混沌带宽。通过优化反馈相位，可以将时间延迟特征减少2倍，同时保持大的混沌带宽。
2022-07-27 nlin.CD physics.app-ph physics.optics
Adaptive time-delay hyperchaos synchronization in laser diodes subject to optical feedback(s)
本文提出了一种自适应耦合函数，用于实现两个激光器之间的光反馈同步。这种控制方案需要系统参数的知识。本文首次证明了当这些参数不可用时，可以应用在线参数估计，并将这种方法推广到多反馈系统。
2004-04-29 nlin.AO nlin.CD
Small Chimera States without Multistability in a Globally Delay-Coupled Network of Four Lasers
我们提出了一个网络的四个延迟耦合激光器的Lang-Kobayashi型方程建模的结果。我们发现小的嵌合态由一对同步激光和两个非同步激光组成。一类这些小的嵌合体状态可以被理解为中间步骤的路线上从同步到去同步化，我们提出了整个链的分叉生他们。这类小嵌合体可以表现出极限环或准周期动力学。第二种类型的小嵌合体状态存在明显断开任何区域的同步，所产生的对同步内的混沌despersonized制度。与以往报道的全局耦合网络中的嵌合态不同，我们发现在一定的参数范围内，小的嵌合态是系统唯一稳定的解，即我们不需要特别准备初始条件.
2016-06-24 nlin.AO nlin.CD
Bifurcation analysis of the Yamada model for a pulsing semiconductor laser with saturable absorber and delayed optical feedback
半导体激光器表现出丰富的动力学，从恒定光束的发射到周期性振荡和激发性。自脉冲机制，即激光周期性地释放短脉冲光，对于从材料科学到电信的许多应用都特别有趣。自脉冲机制需要非常有规律地产生脉冲，因此，它们也已知对扰动（诸如噪声或光注入）特别敏感。研究了延迟光反馈对可饱和吸收体自脉冲半导体激光器动力学特性的影响。更确切地说，我们认为山田模型延迟-三个延迟微分方程（DDE）的两个慢变量和一个快变量的系统-已被证明是准确地再现自脉冲的功能，在SLSA实验观察。这个模型也是更广泛的兴趣，因为它是相当密切相关的其他自脉冲系统，如可兴奋尖峰神经元的数学模型。本文对具有时滞的Yamada模型进行了数值分岔分析，其中我们同时考虑了反馈时滞、反馈强度和泵浦强度作为分岔参数。我们发现，当反馈延迟从零开始增加时，系统动力学的复杂性迅速增加。特别是，有新的反馈诱导动力学：稳定的准周期振荡环，以及一个很大程度的多稳定性，多达五个脉冲状稳定的周期性解决方案，具有不同的振幅和重复率。在增益和强度上的扰动平面中的吸引子映射揭示了不同吸引盆地的康托集状混合结构。这表明，在实践中，多稳态激光器对小扰动极其敏感。
2016-12-15 nlin.CD physics.optics
Spatio-temporal complexity in dual delay nonlinear laser dynamics: chimeras and dissipative solitons
我们证明了一个非线性光子系统，两个高度不对称的反馈延迟可以诱导各种涌现模式，这是高度鲁棒的系统的全局演化。在时空变换后，可以看到明显的二维嵌合体和耗散孤子。在嵌合体和耗散孤子之间切换只需要调整两个系统参数，完全基于系统的动力学性质证明了自组织。利用可调谐半导体激光器通过法布里-珀罗谐振腔的传输进行实验，产生作为非线性的艾里函数。产生的动态带通滤波和传播沿两个反馈路径的时间延迟相差两个数量级。实验结果与修正的Ikeda方程给出的理论模型吻合良好。
2017-12-08 nlin.AO nlin.CD physics.optics
Chaotic time-delay signature suppression using quantum noise
为了保证基于混沌的保密通信的安全性，需要对具有外光反馈的半导体激光器的时延特征进行抑制。在这里，我们数值和实验证明了一种技术，有效地抑制混沌激光器的TDS使用量子噪声。在反馈延迟时间，TDS和动态复杂度量化的自相关函数和归一化排列熵，分别。利用平衡零差测量法制备了真空态正交涨落的量子噪声。数值和实验研究了量子噪声的强度和带宽对混沌TDS抑制和复杂性增强的影响。与原始动力学相比，这种量子噪声改进的混沌的TDS被抑制高达94%，量子噪声与混沌激光的带宽抑制比为1：25。实验与理论完全一致。改进后的混沌激光器在混沌随机数产生和保密通信中具有潜在的应用价值。
2021-06-04 nlin.CD physics.optics quant-ph
Influence of Feedback Phase on Time Delay Signature and Chaos Bandwidth in a Laser subject to Dual Optical Feedback
本文数值研究了双光反馈半导体激光器中反馈相位对时延特征（TDS）和混沌带宽（CBW）的影响，发现精确控制反馈相位是稳健抑制TDS的必要条件，且可在不损失CBW下实现抑制，甚至通过相位切换混沌与稳态。
2024-09-27 nlin.CD physics.optics
Multiplex Chaos Synchronization in Semiconductor Lasers with Multiple Optoelectronic Feedbacks
提出了一种利用多路可变时延光电反馈的全局耦合半导体激光器的混沌保密多路通信系统方案。
2011-11-06 nlin.AO nlin.CD
Optical phase dynamics in mutually coupled diode laser systems exhibiting power synchronization
我们探讨了两个二极管激光器通过其延迟光场相互耦合的功率同步现象背后的物理机制。在二极管激光器中，光场的振幅和相位通过所谓的线宽增强因子$α$耦合。在这项工作中，我们探讨的作用，通过$α$在这种相互延迟耦合的二极管激光器系统中的振幅（因此功率）同步的电场的光学相位。我们的数值结果表明，光学相位的同步驱动的同步死亡制度的激光器的功率。我们还发现，由于$α$不同的二极管激光器，系统经历了一系列的同相振幅死亡状态。在连续的振幅死亡区域之间的窗口内，场振幅之间的互相关表现出关于$α$的普遍幂律行为。
2011-11-10 nlin.CD physics.optics
Evaluating entropy rate of laser chaos and shot noise
从模拟原始信号中提取高维混沌和散粒噪声的熵率是信息安全领域的一个重要问题。我们实验提出了一个准确的评估熵率的物理过程的随机性。利用平均排列熵值在记忆时间内的增长率，对光反馈激光混沌的熵产生和散粒噪声的物理随机性极限进行了定量和明确的判别。从实验和理论上研究了具有不同嵌入延迟时间的滤波激光混沌的排列熵差。高分辨率地图的熵差观察到的范围内的注入反馈参数空间。我们还澄清了在很宽的参数范围内的熵率和激光混沌的时间延迟签名之间的反比关系。与原始混沌相比，通过频带提取器，延迟信号被抑制了95%以上，最小值为0.015，实验结果与理论相符。我们的系统提供了一个值得称道的熵评估和物理随机数生成的来源。
2019-09-23 nlin.CD physics.optics quant-ph
