不同類型的色噪聲對非線性光學系統(tǒng)的影響.pdf

1、該文主要通過兩種不同的色噪聲近似理論,分析了非線性系統(tǒng)噪聲的有色性對激光系統(tǒng)的統(tǒng)計性質、準周期性系統(tǒng)的定態(tài)幾率流和雙穩(wěn)系統(tǒng)中的隨機共振現(xiàn)象的影響.首先,我們發(fā)展了分析非線性系統(tǒng)中色噪聲的二維退耦理論,通過泛函分析,將二維非線性系統(tǒng)中的色噪聲變換成含有噪聲關聯(lián)時間、噪聲強度和系統(tǒng)變量平均值等參量的有效噪聲.然后將二維退耦理論應用到單模和雙模染料激光系統(tǒng)中,算出了激光場的平均強度〈I〉、強度方差λ<,2>(0)和有效本征值λ<,eff>,理

2、論分析與數(shù)值模擬和實驗結果符合得很好.分析了噪聲關聯(lián)時間τ不同時強度方差λ<,2>(0)和有效本征值λ<,eff>隨平均場強〈I〉的變化,結果表明,增加噪聲關聯(lián)時間τ可抑制激光強度的漲落.將二維退耦理論應用到單模染料激光系統(tǒng)中時,我們還發(fā)現(xiàn),當系統(tǒng)運行在從熱光場到相干光場的過渡過程中時,系統(tǒng)的位相存在相對較大的漲落,增加噪聲關聯(lián)時間τ可以抑制激光場的位相漲落.由此可見,噪聲的有色性可減少激光系統(tǒng)的漲落.我們將泛函近似方法應用到乘性噪聲和

3、加性噪聲之間的耦合為色噪聲的一維非線性系統(tǒng)中,研究了系統(tǒng)的動力學行為.其次,我們綜合運用統(tǒng)一色噪聲近似和泛函近似的方法,推導了含有乘性色噪聲和加性白噪聲,并且兩種噪聲之間的耦合為色噪聲的雙穩(wěn)非線性系統(tǒng)的定態(tài)分布函數(shù),然后通過雙態(tài)理論求出系統(tǒng)信噪比的解析表達式,對系統(tǒng)的隨機共振現(xiàn)象進行分析.當雙穩(wěn)系統(tǒng)中包含有一個微弱的周期性信號,乘性噪聲是色噪聲,加性噪聲是白噪聲,而兩種噪聲之間的耦合也為色噪聲并具有不同的噪聲相關時間τ<,1>和τ<,2