單模激光系統(tǒng)與光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)中的噪聲效應(yīng)研究.pdf

1、近年來隨著不同學(xué)科的各種新奇的噪聲誘導(dǎo)相變現(xiàn)象的發(fā)現(xiàn)，人們越來越認(rèn)識到噪聲的重要作用。在一定的非線性條件下，隨機(jī)漲落決定了系統(tǒng)的演化，甚至?xí)鹣到y(tǒng)的宏觀相變。本論文主要研究單模激光和光學(xué)雙穩(wěn)系統(tǒng)中的噪聲效應(yīng)，取得的主要研究成果如下：
　　(1)從輸入信號類型和噪聲與信號耦合方式的兩個(gè)角度，探討了單模激光系統(tǒng)中隨機(jī)共振現(xiàn)象的物理本質(zhì)。首先計(jì)算了方波信號輸入下的單模激光系統(tǒng)的輸出信噪比，發(fā)現(xiàn)調(diào)整方波信號的占空比和噪聲的關(guān)聯(lián)系數(shù)都會顯

2、著地影響系統(tǒng)的隨機(jī)共振和抑制。只有當(dāng)噪聲關(guān)聯(lián)系數(shù)小于零時(shí)，系統(tǒng)才出現(xiàn)隨機(jī)共振現(xiàn)象。信噪比隨信號周期變化的曲線僅單調(diào)上升。增加占空比，信噪比增加，當(dāng)方波周期信號的占空比取最大值1時(shí)，方波周期信號變?yōu)檫B續(xù)的周期信號，即連續(xù)的周期信號只是本論文模型的一個(gè)特例，本論文的模型具有更廣泛的意義。同時(shí)還研究了噪聲與信號在不同耦合方式下的隨機(jī)共振現(xiàn)象。發(fā)現(xiàn)只有當(dāng)外噪聲被脈沖周期信號調(diào)制時(shí)，才能出現(xiàn)廣義的隨機(jī)共振，即系統(tǒng)輸出的信噪比隨信號周期出現(xiàn)抑制與共

3、存的現(xiàn)象。
　　(2)研究一種新的噪聲關(guān)聯(lián)形式——泵噪聲實(shí)部與虛部間的關(guān)聯(lián)對單模激光統(tǒng)計(jì)性質(zhì)和動力學(xué)性質(zhì)的影響。首次建立了一個(gè)新的含有泵噪聲實(shí)部與虛部間關(guān)聯(lián)系數(shù)的單模激光模型，隨后從不同的角度分析該關(guān)聯(lián)系數(shù)對單模激光的影響。研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)無論是定態(tài)、瞬態(tài)還是動力學(xué)特性，關(guān)聯(lián)系數(shù)作為一個(gè)新的重要調(diào)節(jié)參數(shù)，它的變化使各種類型的曲線都表現(xiàn)出一個(gè)類似“重復(fù)相變”的現(xiàn)象。在關(guān)聯(lián)系數(shù)等于0.707時(shí)，激光輸出功率最大，但此時(shí)光強(qiáng)的漲落也最大。系

4、統(tǒng)的輸出信噪比隨關(guān)聯(lián)系數(shù)變化表現(xiàn)出多重隨機(jī)共振。激光鎖相是由量子噪聲實(shí)部虛部之間的關(guān)聯(lián)引起，而泵噪聲實(shí)虛部間的關(guān)聯(lián)系數(shù)和量子噪聲實(shí)虛部間的關(guān)聯(lián)系數(shù)均可改變這一鎖相。
　　(3)分別從乘法噪聲和加法噪聲間的關(guān)聯(lián)程度和乘法噪聲的自關(guān)聯(lián)的時(shí)間角度，研究隨機(jī)漲落對光學(xué)雙穩(wěn)態(tài)定態(tài)性質(zhì)的影響。研究結(jié)果表明當(dāng)乘法噪聲、加法噪聲處于正關(guān)聯(lián)時(shí)，光學(xué)雙穩(wěn)區(qū)域較確定論情形下變大，實(shí)現(xiàn)雙穩(wěn)性的閾值降低。當(dāng)合作參數(shù)C趨近0時(shí)，噪聲仍會誘導(dǎo)光學(xué)雙穩(wěn)性。乘法噪