Dinâmica não linear e sincronismo de lasers caóticos

Abstract

Os lasers semicondutores podem apresentar comportamento caótico quando sujeitos a realimentação ótica. Esta tese descreve experimentos e cálculos numéricos sobre a dinâmica não-linear destes lasers. O caos com flutuações de baixa frequência(LFF )foi investigado, com predições e análises teórica se experimentais dos processos de flutuação de baixa frequência em um só laser. Introduzimos, pela primeira vez, o conceito de tempo de recuperação das quedas de potência nos eventos de LFF e apresentamos sua dependência com a corrente de alimentação. Para cavidades externas longas foi observada uma nova dinâmica nos eventos LFF, na qual aparecem modulações de amplitude nas recuperações das LFF. Demonstramos com estes lasers o efeito de ressonância de coerência determinística, provocado por pulsações rápidas na operação caótica do laser. A dinâmica determinística rápida se comporta como um ruído que pode regular a evolução lenta da potência média do laser. Este fenômeno foi verificado numericamente usando as equações de Lang & Kobayashi para um laser monomodo com realimentação ótica, sem ruído externo. A dinâmica não-linear do sincronismo de dois lasers de diodo foi também estudada. Nestes experimentos, a sincronização de lasers caóticos, operando no regime das LFF, pode acontecer com acoplamento bidirecional ou unidirecional. Estes tipos de sincronismo foram estudados em função da corrente de alimentação e da temperatura dos lasers. Foi Observado, pela primeira vez, no acoplamento bidirecional, uma quebra desimetria na configuração líder liderado, em que os lasers com petempor liderar a dinâmica do sistema