混沌激光对非本征光导型探测器的混沌干扰机制研究

在唯象理论和二能级模型下,根据级联非线性系统原理,通过求解载流子输运动力学方程的Lyapunov指数,对混沌激光辐照下非本征光电导的混沌干扰机制进行了研究。结果表明：混沌激光能导致非本征光电导本身的混沌现象。     

PV型HgCdTe光电探测器中的混沌及其诊断

对激光辐照半导体光电探测器的实验研究,发现当一束不太强的稳定连续波激光照射在PV型HgCdTe光电探测器上时,可以引起探测器出现混沌行为。利用光电探测器的光电压信号随时间变化的实验数据,通过求功率谱、计算Lyapunov指数对混沌进行了诊断。     

PV型HgCdTe光电探测器中的混沌及其诊断

 对激光辐照半导体光电探测器的实验研究，发现当一束不太强的稳定连续波激光照射在PV型HgCdTe光电探测器上时，可以引起探测器出现混沌行为。利用光电探测器的光电压信号随时间变化的实验数据，通过求功率谱、计算Lyapunov指数对混沌进行了诊断。     

波段外激光辐照光导型InSb探测器的一种新现象

利用不同功率密度的10.6 μm(光子能量为0.12 eV)连续激光辐照了禁带宽度为0.228 eV的光导型锑化铟探测器, 得到了与以往报道不同的实验现象. 当10.6 μm波段外激光辐照光导型探测器时, 探测器吸收激光能量后温度升高. 在探测器的温升过程中, 存在一个转变温度T₀. 当探测器的温度T<T₀时, 载流子浓度基本不变, 迁移率随温度的升高呈T^-2.35趋势下降, 引起探测器的电导率减小, 电阻增大, 响应输出电压升高; 当T>T₀时, 热激发载流子浓度随温度的升高呈指数增长, 电阻急剧下降, 超过了载流子迁移率降低对电阻的影响, 响应输出急剧下降. 光电导探测器在较高功率密度波段外激光辐照下的响应特性是载流子的浓度和迁移率在温度影响下相互作用的结果. 这对进一步完善半导体内载流子输运模型提供了实验依据.     

级联混沌及其动力学特性研究

初值敏感性是混沌的本质,混沌的随机性来源于其对初始条件的高度敏感性,而Lyapunov指数又是这种初值敏感性的一种度量.本文的研究发现,混沌系统的级联可明显提高级联混沌的Lyapunov指数,改善其动力学特性.因此,本文研究了混沌系统的级联和级联混沌对动力学特性的影响,提出了混沌系统级联的定义及条件,从理论上证明了级联混沌的Lyapunov指数为各个级联子系统Lyapunov指数之和;适当的级联可增加系统参数、扩展混沌映射和满映射的参数区间,由此可提高混沌映射的初值敏感性和混沌伪随机序列的安全性.以Logistic映射、Cubic映射和Tent映射为例,研究了Logistic-Logistic级联、Logistic-Cubic级联和Logistic-Tent级联的动力学特性,验证了级联混沌动力学性能的改善.级联混沌可作为伪随机数发生器的随机信号源,用以产生初值敏感性更高、安全性更好的伪随机序列.     

控制单模激光Haken-Lorenz系统混沌的一种有效方法

基于变量脉冲反馈法(VPF)的设计思想,提出了一种控制非线性系统中混沌的新方法——变量变化率脉冲反馈(VRPF)法.将此方法应用到单模激光Haken-Lorenz系统混沌的控制中,计算机模拟结果表明,通过恰当地选择反馈系数和脉冲间隔,可以将系统稳定在1p、2p、3p…2mp、3np以及2mp×3np这样不同的周期轨道,并且获得同一周期轨道的反馈系数和脉冲间隔并不是唯一的.     

双光束组合激光辐照光导型CdS光电探测器的实验研究

为研究波段内和波段外组合激光对光导型光电探测器的辐照效应,实验采用532nm(波段内)和1319nm(波段外)双光束组合连续激光辐照光导型CdS光电探测器,分别改变两束激光的辐照功率,得到探测器的电压响应曲线。实验结果表明,光电探测器对波段内和波段外激光都有响应,但在激光开始和停止辐照瞬间探测器对两束激光的响应电压刚好相反。探测器对波段外激光的电压响应随线性工作区间内的波段内激光功率升高而增大;随着波段内激光趋于饱和,对波段外激光的响应电压近似指数级下降。分析认为,光电探测器对波段外激光的响应为光激发热载流子效应,是由自由载流子吸收激光能量产生带内跃迁引起的;波段内激光辐照影响探测器对波段外激光的吸收系数。     

远场光电探测器系统受激光干扰与损伤效果估计

空间光电探测器与地面距离较远 ,用脉冲或连续式激光直接损伤远场探测器非常困难。但光电探测器的光学接收系统对激光照射而言具有巨大的光学天线增益 ,实现激光对光电探测器的干扰与损伤是有可能的。通过计算 ,比较了脉冲激光与连续激光对远场光电探测器的作用效果 ,并在实验中验证了激光轴外干扰光电探测器系统的可行性     

一个新的混沌系统及其性质研究

构造了一个新的不同于Lorenz系统、Chen系统和Lü系统的三维连续自治混沌系统.该系统含有四个参数，两个非线性乘积项.通过理论推导、数值仿真、Lyapunov指数谱、分岔图和Poincaré截面图研究了系统的基本动力学特性，并分析了改变不同参数时系统动力学行为的变化. 关键词： 混沌系统 混沌生成 Lorenz系统 Lyapunov指数谱     

只有一个非线性项的超混沌系统

构造了只包含一个非线性项的四维超混沌系统,得到了系统的Lyapunov指数谱、周期轨道、拟周期轨道、混沌和超混沌吸引子.给出了此超混沌系统的电路实现原理图,利用EWB仿真得到了与数值仿真完全相符的动力学行为.同时给出了实现此超混沌系统同步的一种方法,并利用严格数学理论证明了该混沌同步方法.在同步过程中并未删除响应系统的非线性项,理论分析与仿真计算表明同步方法的有效性. 关键词： 四维超混沌系统 非线性项 Lyapunov指数谱     

一类四维混沌系统切换混沌同步

构建了一类可切换的四维混沌系统，通过选择器实现这类系统间的随机切换.简要地分析了四维混沌系统平衡点的性质、混沌吸引子的相图和Lyapunov指数等特性，并设计了实现四维混沌系统切换的实际电路.利用非线性反馈控制方法实现了这类系统与其中某个系统之间的切换混沌同步.根据系统稳定性理论，得到了非线性反馈控制器的结构和系统达到混沌同步时反馈控制增益的取值范围. 关键词： 非线性反馈 混沌同步 四维混沌系统     

激光辐照下杂质诱导光学玻璃损伤的两种机理

基于空间球对称热弹性理论,从热传导、热应力方程出发,计算了含强吸收杂质Pt的石英和K9玻璃在激光脉冲辐照下的温升场和应力分布,同时考虑杂质强吸收汽化相变行为,发现含强吸收杂质的光学玻璃的激光损伤,主要是由于温度梯度引起的热应力和杂质汽化蒸汽压的作用的结果。由于不同的热物理和力学性质,当杂质没有汽化时,石英玻璃中的热应力不会达到断裂强度,杂质汽化产生的压力是石英玻璃破坏的主要原因;对K9玻璃,即使杂质没有达到汽化温度,K9玻璃中的温度梯度产生的热应力也会超过其抗压强度而导致破裂,杂质汽化后的蒸汽压增大了破坏的程度。此外,分析了杂质颗粒大小对材料激光损伤阈值的影响,发现存在一个最有害的颗粒尺寸,含该颗粒尺寸杂质的材料激光损伤阈值最低。     

混沌系统可预报期限随初始误差变化规律研究

利用非线性误差增长理论计算了Logistic映射和Lorenz系统可预报期限随初始误差的变化,发现Logistic映射等简单混沌系统的可预报期限与初始误差的对数存在线性关系.在非线性误差增长理论的框架下,理论分析表明,平均误差增长达到一定值时,误差增长进入明显的非线性增长阶段,最终达到饱和;对于一个确定的混沌系统,在控制参数固定的情况下误差增长的饱和值也是固定的,因此可预报期限只依赖于初始误差. 在可预报期限与初始误差对数存在的线性函数关系式中,线性系数与最大Lyapunov指数有关,在已知混沌系统的最大 关键词： 非线性局部Lyapunov指数 可预报期限 初始误差 混沌系统     

利用单模激光Lorenz系统实现异结构混沌系统混沌同步

对混沌同步问题进行了研究。设计了一种同步控制器来实现异结构混沌系统之间的混沌同步。减少了控制器的数量,仅用一个控制器就能实现这一同步控制。同时,控制器只需在目标和响应系统中提取一个易提取信号即可实现,从而大大降低了同步代价,便于实际应用。以单模激光Lorenz系统和coullet系统为例,验证了这种控制器的有效性。仿真模拟结果表明,在控制器的作用下,coullet系统所有状态变量严格地跟踪了单模激光Lorenz系统的混沌轨迹,两者迅速地达到完全同步。该设计的控制方法可用于任意混沌系统,具有一定的普适性。     

小位移条件下混沌隔振装置的设计与研究

本文根据混沌隔振原理, 设计出小位移下的混沌隔振装置, 该装置能够在小位移下产生强非线性, 并且其线性部分与非线性部分完全区分开, 实验中易于调节其整体刚度, 以及线性和非线性项比例, 大大增加了该装置在工程中的应用前景. 并利用数值计算方法对特定参数下的隔振装置在简谐激励力作用下的运动进行分析, 证实了该混沌隔振装置的可行性.     

利用半导体激光器环产生27 GHz的平坦宽带混沌激光

关键词： 激光器 混沌 宽带 环形结构     

Lorenz系统驱动声光双稳时空混沌系统并行同步的研究

研究了一个时间混沌系统驱动多个时空混沌系统的并行同步问题.以单模激光Lorenz系统和一维耦合映像格子为例,在单模激光Lorenz系统中提取一个混沌序列,通过与一维耦合映像格子中的状态变量耦合使单模激光Lorenz系统和多个同结构一维耦合映像格子同时达到广义同步,并且多个一维耦合映像格子之间实现完全并行同步.通过计算条件Lyapunov指数,可以得到并行同步所需反馈系数的取值范围.数值模拟证明了此方法的可行性和有效性.     

声光双稳系统的混沌同步

首先给出布拉格型声光双稳系统耦合驱动的混沌同步化方案，用最大条件Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数分析方法得出耦合驱动下系统混沌输出同步化条件，发现通过适当比例的耦合驱动可以使两组混沌系统达到同步的混沌输出。分析此混沌同步化方案可以抵抗噪声的干扰，并且在两系统出现偏差时仍可以实现混沌同步，找到了实用的单变量延时微分系统非Ｐｅｃｏｒａ－Ｃａｒｒｏｌｌ规则的混沌同步化方案。最后做了实验验证。     

光注入提高半导体激光器混沌载波发射机的带宽

外光反馈下的半导体激光器可视为混沌载波发射机.数值研究发现，外部强光注入可以显著提高混沌载波发射机的带宽，带宽提高的程度在一定范围内与注入光的强度成正比.当外部光注入系数k_inj=0.39时，混沌载波的带宽由无光注入时的2.7GHz增大到14.5GHz，提高了5倍多.研究还发现，在相同的注入强度条件下，当注入光的频率比半导体激光器的中心频率高2—4GHz时，可实现最大限度的带宽增强.此外，适当提高半导体激光器的偏置电流也可以在一定程度上提高其产生的混沌载波的带宽. 关键词： 半导体激光器 混沌 带宽