非线性反馈法控制相位共轭波的光学时空混沌

相位共轭振荡器由一个标准镜和一个具有快速响应的无损耗Kerr介质作为相位共轭介质的相位共轭镜组成.利用非线性反馈方法，对相位共轭振荡器中的时间混沌和耦合相位共轭波映象系统中的时空混沌进行了控制，得到了稳定的控制结果.数值实验表明，该控制方法不需预先了解动力学系统，只需调整反馈系数，在实际系统中容易实现.控制结果为相位共轭波的混沌研究提供了理论依据. 关键词： 非线性反馈控制 相位共轭振荡器 混沌 时空混沌     

光纤混沌相位编码保密通信系统理论研究

通过耦合激光混沌相位控制同步系统和光纤信道，提出外部光注入半导体激光器激光混沌相 位控制光纤同步以及混沌相位相移键控外调制光纤保密通信系统理论模型，数值实现了在相 位控制器控制下的远程光纤混沌同步.理论分析了光纤自相位调制对混沌信号以及对同步的 影响，导出了光纤混沌最大传输距离公式.通过连续键控调制相位控制器实现了光纤激光混 沌相位相移键控编码调制发射，设置接收系统相位控制器控制激光相位相移实现了光纤激光 混沌同步解调.数值模拟了具有比特率50Mbit/s远程光纤混沌数字编码通信系统的应用，详 细地进行了在远距离光纤传输中的系统参数失配以及系统抗噪声能力的数值分析. 关键词： 混沌 同步 光纤混沌通信 半导体激光器 相位     

节点结构互异的复杂网络的时空混沌反同步

研究了节点结构互异的离散型时空混沌系统构成复杂网络的反同步问题. 通过构造合适的Lyapunov函数, 确定了复杂网络中连接节点之间的耦合函数的结构以及控制增益的取值范围. 以物理中具有时空混沌行为的激光相位共轭波空间扩展系统、Gibbs电光时空混沌 模型、Bragg声光时空混沌模型以及一维对流方程的离散形式作为 网络节点构成的复杂网络为例进行了仿真模拟, 发现整个网络存在稳定的混沌反同步现象.     

量子阱激光器混沌相位控制同步以及编码研究

提出外部光注入多量子阱激光器激光混沌相位控制同步，及其混沌相位相移键控外调制ON/ON全光保密通信系统，数值模拟了在相位控制器控制下的激光混沌同步.通过连续ON/ON键控调制相位控制器调制通过相位控制器的激光相位相移，实现激光混沌相位相移键控连续调制，设置接收系统相位控制器，控制通过接收相位控制器的激光相位相移，以实现激光混沌解调.分别数值模拟了该系统调制速率01和05Gbit/s混沌相位相移ON/ON键控通信，进行了混沌ON/ON键控调制速率分析，以及系统参数失配和系统抗噪声扰动的数值分析. 关键词： 混沌 同步 通信 多量子阱激光器     

基于反馈参数调制的掺铒光纤激光器混沌同步

提出了一种基于反馈参数调制控制超混沌同步的方法，并应用于双环掺铒光纤激光器系统.针对此种方法所具有的相位模糊问题，设计出了自动消除反相位的电路，数值模拟表明只要适当选择反馈强度值，就能实现两双环掺铒光纤激光器系统的精确同步. 关键词： 超混沌同步 双环掺铒光纤激光器 反馈参数调制法 反相位     

BaTiO3晶体自抽运相位共轭特性研究

研究了多种Rh:BaTiO₃和Ce:BaTiO₃晶体样品的受激背向光折变散射自抽运相位共轭特性和响应时间特性.结果表明,入射光与晶体a面或b面法线的夹角较大时,自抽运相位共轭光有更高的反射率、更快响应时间.利用前向二波耦合特性和相向二波耦合特性对实验现象给予合理的解释.实验结果表明,多数Ce:BaTiO₃晶体比Rh:BaTiO₃晶体的共轭光反射率高. 关键词： 钛酸钡晶体 二波耦合 自抽运相位共轭 响应时间     

非连续的线性耦合方法实现超混沌系统的同步

基于李亚普诺夫稳定性理论, 严格证明了一类超混沌系统在间歇线性单向耦合下可以实现完全同步. 线性控制器通过一个开关函数来调节来实现‘停’和‘控’. 第一类开关函数由一个等幅度矩形波来控制, 控制器的打开和关闭选取不同的间隔周期(T_a, T_b); 第二类开关函数由一个等幅度方波来控制, 方波间隔周期记为T₀; 首先通过构造指数类型的李亚普诺夫论证了两类开关函数调制下两个超混沌 系统在单向线性耦合下实现同步的可行性问题. 为了定量分析控制效果, 定义了一定周期内控制器的平均能耗. 在数值计算中, 对第一类矩形波函数情形则计算了二参数空间(T_a, T_b)下响应系统的最大李亚普诺夫指数分布, 同步区域/非同步区域分布, 控制器平均能耗分布, 确认在恰当的间隔周期(T_a, T_b)和耦合强度下,两个超混沌系统可以达到完全同步. 对第二类方波函数情形则计算了耦合强度和方波间隔周期T₀而参 数区域内响应系统最大条件李亚普诺夫指数分布, 给定耦合强度下选择不同间隔周期下误差函数演化和平均能耗, 研究结果表明: 在恰当的耦合强度和间隔周期T₀下两个超混沌系统可以达到完全同步. 同时发现, 在恰当的耦合强度下控制器的平均能耗最小, 数值计算结果验证了理论分析的可靠性. 关键词： 超混沌 脉冲函数 指数型李函数 线性耦合     

激光混沌耦合反馈光电及全光逻辑门研究

理论上利用两个混沌半导体激光器的耦合反馈,构建了两种基本的光电及全光门.基本方法是,让外部光注入到两个激光器中而导致激光混沌,通过两激光器激光的相互耦合及反馈实现同步;在这基础上,一是让两激光器分别在电流调制下,控制混沌同步或者非同步,实现光电逻辑门的功能与计算;二是利用光的外部调制方法让两相互耦合激光分别在相位调制下,控制混沌同步或者非同步,并最终实现全光逻辑门的功能与计算.数值结果证明了两方法的可行性. 关键词： 混沌 逻辑门 激光器 同步     

时空混沌的单向耦合同步

以耦合映象格子模型为例,提出利用单向耦合驱动时空混沌的同步方案,并进行了数值分析.结果表明,适当地选择耦合驱动强度因子和均衡系数,两个时空混沌系统可以达到准确同步.通过计算最大条件Lyapunov指数,给出了可实现时空混沌同步的最小耦合强度以及最小耦合强度与系统参数之间的关系曲线.数值模拟还证明,此方法工作鲁棒 关键词： 时空混沌 同步 单向耦合 最大条件Lyapunov指数 数值模拟     

用同步复极化终止心脏中的螺旋波和时空混沌

为了模拟电击除颤导致动作电位持续时间缩短, 在Luo-Rudy相I心脏模型中引入了同步复极化. 研究了同步复极化对螺旋波和时空混沌动力学的影响. 数值结果表明: 在控制周期比较小的情况下, 同步复极化可以有效消除螺旋波和时空混沌, 在有一些控制参数下, 同步复极化只能消除螺旋波, 或者只能消除时空混沌. 当螺旋波不被控制时, 观察到螺旋波转变为长周期和长波长的螺旋波或破碎成时空混沌的现象. 并对控制机制进行了分析. 关键词： 螺旋波 时空混沌 同步复极化 控制     

The signal synchronization transmission of a spatiotemporal chaos network constituted by a laser phase-conjugate wave

The signal synchronization transmission of a spatiotemporal chaos network is investigated.The structure of the coupling function between connected nodes of the complex network and the value range of the linear term coefficient of the separated configuration in state equation of the node are obtained through constructing an appropriate Lyapunov function.Each node of the complex network is a laser spatiotemporal chaos model in which the phase-conjugate wave and the unilateral coupled map lattice are taken as a local function and a spatially extended system,respectively.The simulation results show the effectiveness of the signal synchronization transmission principle of the network.     

时空混沌系统参量辨识律的设计与投影同步研究

研究了相互耦合的时空混沌系统的参量辨识与投影同步问题. 依据Lyapunov定理, 设计了参量辨识律和表征耦合强度的待定函数的自适应律, 对响应系统中的未知参量进行了有效辨识, 并完成了时空混沌系统的投影同步研究. 采用具有时空混沌行为的Burgers方程作为实例进行了仿真分析.     

Synchronization and suppression of chaos in non-locally coupled map lattices

We considered coupled map lattices with long-range interactions to study the spatiotemporal behaviour of spatially extended dynamical systems. Coupled map lattices have been intensively investigated as models to understand many spatiotemporal phenomena observed in extended system, and consequently spatiotemporal chaos. We used the complex order parameter to quantify chaos synchronization for a one-dimensional chain of coupled logistic maps with a coupling strength which varies with the lattice in a power-law fashion. Depending on the range of the interactions, complete chaos synchronization and chaos suppression may be attained. Furthermore, we also calculated the Lyapunov dimension and the transversal distance to the synchronization manifold.     

Spatiotemporal communication with synchronized optical chaos

We propose a model system that allows communication of spatiotemporal information using an optical chaotic carrier waveform. The system is based on broad-area nonlinear optical ring cavities, which exhibit spatiotemporal chaos in a wide parameter range. Message recovery is possible through chaotic synchronization between transmitter and receiver. Numerical simulations demonstrate the feasibility of the proposed scheme, and the benefit of the parallelism of information transfer with optical wave fronts.     

大规模富社团网络的时空混沌同步

以Plankton时空混沌系统作为网络节点,通过非线性耦合构成富社团(rich-club,RC)网络,研究其时空混沌同步规律.首先给出了RC网络中连接节点之间的非线性耦合函数的一般性选取原则.进而基于Lyapunov稳定性定理,理论分析了实现网络同步的条件.最后,通过仿真模拟检验了网络的时空混沌同步效果.仿真研究表明,RC网络中各富节点之间以及这些富节点各自星形连接的子网络中的所有节点均实现了完全同步。     

Synchronization of spatiotemporal chaos in a class of complex dynamical networks

This paper studies the synchronization of complex dynamical networks constructed by spatiotemporal chaotic systems with unknown parameters. The state variables in the systems with uncertain parameters are used to construct the parameter recognizers, and the unknown parameters are identified. Uncertain spatiotemporal chaotic systems are taken as the nodes of complex dynamical networks, connection among the nodes of all the spatiotemporal chaotic systems is of nonlinear coupling. The structure of the coupling functions between the connected nodes and the control gain are obtained based on Lyapunov stability theory. It is seen that stable chaos synchronization exists in the whole network when the control gain is in a certain range. The Gray--Scott models which have spatiotemporal chaotic behaviour are taken as examples for simulation and the results show that the method is very effective.     

复Ginzburg-Landau方程时空混沌的网络同步与参量辨识

研究了参量未知的时空混沌系统构成复杂网络的同步与参量辨识问题. 设计的参量辨识律可以有效地辨识复杂网络中所有节点时空混沌系统中的未知参量. 基于稳定性定理, 通过构造适当的Lyapunov函数, 确定了网络完全同步的条件. 以参量未知的一维复Ginzburg-Landau方程作为网络节点为例, 通过仿真模拟检验了参量辨识律以及同步方法的有效性.     

激光时空混沌模型的加权网络投影同步

提出了一种实现加权网络时空混沌投影同步的方法.通过构造合适的Lyapunov函数,确定了加权网络中连接节点之间耦合函数的结构以及网络节点状态方程中分离配置的线性项的系数矩阵的取值范围.以Bragg声光双稳系统作为局域函数,单向耦合映像格子作为空间扩展系统构成激光时空混沌模型.通过仿真模拟检验了采用激光时空混沌模型作为网络节点的加权网络的投影同步效果.结果显示,对于任意的节点之间耦合强度的权重值,加权网络的投影同步均可以实现. 关键词： 投影同步 加权网络 时空混沌 Bragg声光双稳系统