Введение к работе
. .. ,.::-.13
:.тдел
;>ртациД [ссертационная работа посвящена исследованию колебательных процессов в неавтономных автостохастических системах. Тема диссертации непосредственно связана с исследованиями, проводимыми по мажкафедральной тематике "Детерминированная и хаотическая динамика автоколебательных систем".
Актуальность теш. Активное развитие хаотической динамики детерминированных систем позволяет выделить ряд основных направлений исследований, проводимых в этой области.
Одним из них является изучение процессов в автостохастических систомах. В настоящее время особый интерес исследователей вызывает изучение поведения неавтономных автостохастических систем. Этот интерес обусловлен следующим основными причинами.
-
В неавтономных автостохастических системах наблюдаются совершенно новые бифуркационные явления, не встречающиеся в автономных, исспедованиэ которых позволяет достигнуть более глубокого понимания механизмов стохастичности.
-
Исследования в области неавтономных автостохастичес-ких систем тлеет практическую значимость с точки зрения возможности управления спектрами процессов в генерирующих системах различной природа в достаточно широких пределах.
Цель, диссер,т_аджонной работы,
-
Изучение аналитическими и численными методами бифуркационных явлений в автостохастических системах при регулярном силовом н параметрическом внешнем воздействии. Выяснение механизмов переходов к хаосу и изучение свойств хаоса вне областей синхронизации в неавтономных автостохастических системах.
-
Создание и исследование сосредоточенной динамической модели, которая позволяла бы описывать хаотическую автомоду-» ляцшо излучения в автономном однополосковом шшэщионном лазера.
3. Исследование численними методами влияния внешнего периодического сигнала, модулирующего ток накачки, на характер излучения инжекционного лазера.
Научная новизна заключается в следующем:
На основе аналитических и численных методов с учетом да» ных физического эксперимента проведено достаточно полное исследование ряда неавтономных автостохастических систем. При этом изучеш свойства хаоса вне областей синхронизации и обна ружен ряд новых бифуркационных явлений при переходах к хаосу.
Предложена сосредоточенная динамическая модель с запазды ванием, описывающая хаотическую автомодуляцию излучения в ав~ тономном однополосковом инжекционном лазере. Дана физическая интерпретация этого явления. На основе предложенной модели проведено исследование иннекционного лазера как в автономном режиме, так и при модуляции тока накачки внешним периодическим сигналом.
Практическая ценность работы определяется тем, что ее результаты могут быть применены для других автостохастическш систем данного класса. Кроме этого, полученные результаты дают практические рекомендации по управлению спектрами процессов в генерирующих системах в достаточно широких пределах.
На зашиту выносятся следующие основные положения;
I. 7становлено, что перехода к хаосу в неавтономных автостохастических системах осуществляются, как правило, через разрушение поверхности инвариантного тора в фазовом пространстве системы. При этом наряду с известными механизмами (удвоение и потеря гладкости поверхности инвариантного тора) впервые наблюдались следующие перехода:
а) через исчезновение инвариантного тора за счет обра
зования на его поверхности области сгущения фазовых траекто
рий}
б) через образование и разрушение тороидальной поверх
ности с кангоровой структурой.
2. Внешее регулярное воздействие на автостохастические
системы вне областей синхронизации увеличивает глубину хаоса.
При этом спектр движений в системе становится более равномер
ным.
3. При параметрическом воздействии на классическую сис
тему Лоренца имеет место степенная зависимость порога синхро
низации от энтропии Колмогорова с показателем степени
К =* 0,23±0,П.
-
Создана и исследована сосредоточенная динамическая модель с запаздыванием автономного однополоскового инжекцион-ного лазера, позволяющая описывать хаотическую автомодуляцию излучения. Переход к хаосу в автономном инжекционном лазере осуществляется через перемежаемость. Одним из основных физических механизмов, приводящих к хаотической автомодуляции излучения в инкекционном лазере, является инерционный процесс диффузии носителей в область, обедненную ими после выжигания.
-
Полученная бифуркационная диаграмма неавтономного ин-жекцконного лазера позволяет определить области значений параметров внешнего воздействия, при которых возможна модуляция светового сигнала с частотой внешнего воздействия.
Апробация работц. Основные результаты диссертации докладывались на научных семинарах кафедры физики колебаний физического факультета МГУ и МГПИ, на Всесоюзной конференции по нелинейным колебаниям (Горький, 1987) и на международном семинаре по системам и устройствам синхронизации (Созопол, 1990).
Публикации. Основные результаты диссертационной работы представлены в 8 печатных работах, список которых приводится в конце автореферата.
Структура и объем, диссертации,. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, четырех глав, заключения, прило-
жения и списка цитируемой литературы, содержит 116 страниц, включая 36 страниц рисунков и список литературы из 78 наименований.
