【摘要】： 本文運(yùn)用現(xiàn)代非線性分析方法,探討了一類半導(dǎo)體激光系統(tǒng)的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)行為,分析了不同物理參數(shù)、初始條件等因素對(duì)系統(tǒng)及其耦合狀態(tài)下的動(dòng)力學(xué)行為的影響,并對(duì)這兩種激光器的混沌控制和同步問題進(jìn)行了初步探討。全文主要內(nèi)容包括以下五個(gè)方面的工作: 在第一章,主要介紹了混沌激光系統(tǒng)的研究背景、現(xiàn)狀和本文的研究?jī)?nèi)容。 第二章分析了光注入半導(dǎo)體激光方程的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)行為;得到了系統(tǒng)的參數(shù)轉(zhuǎn)遷集,分析了系統(tǒng)隨著參數(shù)變化從平衡態(tài)進(jìn)入混沌的過程。分別考察了原系統(tǒng)處于平衡態(tài)、周期-1和混沌吸引子時(shí)系統(tǒng)隨延遲反饋系數(shù)變化所表現(xiàn)的動(dòng)力學(xué)行為。 第三章討論了光注入半導(dǎo)體激光系統(tǒng)的完全同步問題;給出了參數(shù)已知或未知時(shí)兩個(gè)完全相同的光注入激光系統(tǒng)的同步方案;討論了兩個(gè)完全相同的光注入半導(dǎo)體激光系統(tǒng)的輸出控制在所需輸出強(qiáng)度上的方案;討論了不同激光系統(tǒng)之間以及不同維數(shù)的混沌系統(tǒng)之間的異結(jié)構(gòu)延遲同步問題;并給出了數(shù)值模擬驗(yàn)證。 第四章分別討論了具有線性增益和非線性增益時(shí)光反饋半導(dǎo)體激光系統(tǒng)的動(dòng)力學(xué)行為。分析發(fā)現(xiàn),對(duì)于不同的反饋強(qiáng)度ECM經(jīng)Hopf分岔之后進(jìn)入混沌方式不盡相同,可以通過3-D環(huán)面破裂,也可以是倍周期分岔;在一定條件下,不同頻率的兩個(gè)穩(wěn)定的ECM共存,其中之一會(huì)在另一個(gè)ECM失穩(wěn)并進(jìn)入混沌的過程中一直保持穩(wěn)定,且由混沌危機(jī)連接這兩種動(dòng)力學(xué)行為。特別地,隨著非線性增益系數(shù)的變化,激光器會(huì)呈現(xiàn)出明顯的快慢效應(yīng)。 第五章分別討論了線性和非線性增益下耦合光反饋激光系統(tǒng)的復(fù)雜動(dòng)力學(xué)行為,與單個(gè)系統(tǒng)相比,耦合系統(tǒng)的現(xiàn)象更為復(fù)雜,這一方面表現(xiàn)為不同的周期吸引子共存現(xiàn)象。另一方面,系統(tǒng)的演化方式主要是由CLM產(chǎn)生Hopf分岔進(jìn)入極限環(huán),然后由概周期失穩(wěn)進(jìn)入混沌。同時(shí)我們觀察到不同周期進(jìn)入概周期振蕩的途徑及混沌危機(jī)現(xiàn)象。 第六章討論了光反饋半導(dǎo)體激光系統(tǒng)的完全同步問題,實(shí)現(xiàn)了不同初始條件下光反饋半導(dǎo)體激光系統(tǒng)的完全同步;給出了整個(gè)系統(tǒng)的輸出控制于某一定值的方案;給出了不同激光系統(tǒng)之間以及不同維數(shù)混沌系統(tǒng)之間的異結(jié)構(gòu)同步方案,并對(duì)所有理論結(jié)果進(jìn)行了數(shù)值模擬驗(yàn)證。 第七章對(duì)研究?jī)?nèi)容的總結(jié)和展望。
【圖文】：

0230網(wǎng) 0250260270夕呂〔)29X圖2一4平衡點(diǎn)和周期解的相軌跡Fig.2一 4phasetrajeetoriesassoeiatedfor(a)叮=0·045，(b)刁=0.062，從分岔圖我們可以看出，系統(tǒng)在較長(zhǎng)的參數(shù)區(qū)間(叮<2.31275)上一直保持周期振蕩，這意味著激光器的輸出信號(hào)一直保持周期信號(hào)，隨著進(jìn)一步增加參數(shù)，系統(tǒng)會(huì)通過倍周期分岔進(jìn)入混沌，圖2一5給出了系統(tǒng)的部分相軌跡圖，，從中可以清晰地看出倍周期通向混沌的演化過程，在圖2一6中

、湯心吞O眾專，卷之每念譽(yù)念乃認(rèn)5曦心德份落奪圖2一3號(hào)啟y關(guān)于參數(shù)叮的分岔圖Fig.2一 3Bi徹 cationdlagramoftheyversustheParameter刃又a)ge籠走.(性一C卿刃關(guān)9已(貶OC飛D弘兮e(眨三孤性已沈入”呢二e的眾行口〔心‘從飛00102白6匯一叱性1朗份包拼。川二5釜翻1甲:，日獄的 1260卜。川26帳‘0川Zf的王口012招〕卜‘00X 0230網(wǎng) 0250260270夕呂〔)29X圖2一4平衡點(diǎn)和周期解的相軌跡Fig.2一 4phasetrajeetoriesassoeiatedfor(a)叮=0·045，(b)刁=0.062，從分岔圖我們可以看出，系統(tǒng)在較長(zhǎng)的參數(shù)區(qū)間(叮<2.31275)上一直保持周期振蕩，這意味著激光器的輸出信號(hào)一直保持周期信號(hào)，隨著進(jìn)一步增加參數(shù)，系統(tǒng)會(huì)通過倍周期分岔進(jìn)入混沌，圖2一5給出了系統(tǒng)的部分相軌跡圖，從中可以清晰地看出倍周期通向混沌的演化過程
【學(xué)位授予單位】：江蘇大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2008
【分類號(hào)】：N941.3;TN24

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本文編號(hào)：2607935