Statistical characteristics of noise-induced intermittency in erbium-doped fiber laser


Cite item

Full Text

Abstract

In this paper we present the results of numerical studies of noise-induced intermittency in the erbium-doped optical fiber laser with a modulated parameter. We propose modified wavelet-based method for the determination of the statistical characteristics of intermittent behaviour and using this technique obtain dependences of the average duration of the existence of different oscillation regimes on the critical parameter in the erbium-doped optical fiber laser.

About the authors

Maksim Olegovich Zhuravlev

National Research Saratov State University; Yuri Gagarin State Technical University of Saratov

Email: zhuravlevmo@gmail.com
Candidate of Physics and Mathematics, Senior Research Worker Saratov, Russian Federation

Dmitriy Valerevich Lopatin

Tambov State University named after G.R. Derzhavin

Email: +79107540080@ya.ru
Candidate of Physics and Mathematics, Associate Professor, Associate Professor of Mathematical Modeling and Information Technology Department Tambov, Russian Federation

Olga Igorevna Moskalenko

National Research Saratov State University

Email: o.i.moskalenko@gmail.com
Candidate of Physics and Mathematics, Associate Professor Saratov, Russian Federation

Marina Viktorovna Khramova

National Research Saratov State University

Email: mhramova@gmail.com
Candidate of Pedagogy, Associate Professor Saratov, Russian Federation

Aleksander Nikolaevich Pisarchik

Center for Biomedical Technology, Technical University of Madrid

Email: apisarch@cio.mx
Candidate Physics and Mathematics, Professor Madrid, Spain

- Jaimes-Reategui Rider

Universidad de Guadalajara, Centro Universitario de los Lagos

Email: rjaimes@culagos.udg.mx
Doctor of Рhysics and Mathematics, Professor Jalisco, Mexico

References

  1. Maurer J., Libchaber A. Effect of the Prandtl number on the onset of turbulence in liquid 4He // Journal de Physique Lettres. 1980. V. 41. № 21. P. 515-518.
  2. Brun E., Derighetti B., Meier D., Holzner R., Ravani M.J. Observation of order and chaos in a nuclear spin-flip laser // Opt. Soc. Amer B. 1985. V. 2. P.156-167.
  3. Thompson J.M.T., Stewart H.B. Nonlinear Dynamics and Chaos. Chichester: Wiley, 1986. 460 p.
  4. Foss J., Longtin A., Mensour B., Milton J.G. Multistability and delayed recurrent loops // Phys. Rev. Lett. 1996. V. 76. P. 708-711.
  5. Atteneave F. Multistability in perception // Sci. Am. 1971. V. 225. № 6. P. 63-71.
  6. Giglio M., Musazzi S., Perini U. Transition to chaotic behavior via a reproducible sequence of period-doubling bifurcations // Phys. Rev. Lett. 1981. V. 47. P. 243-246.
  7. Bachar G., Segev E., Shtempluck O., Shaw S.W., Buks E. Noise-induced intermittency in a superconducting microwave resonator // EPL. 2010. V. 89. № 1. P. 17003.
  8. Pedaci F., Giudici M., Tredicce J.R., Giacomelli G. Stochastic resonance in bulk semiconductor lasers // Phys. Rev. E. 2005. V. 71. P. 36125.
  9. Kuno M., Fromm D.P., Hamann H.F., Gallagher A., Nesbitt D.J. Nonexponential “blinking” kinetics of single CdSe quantum dots: A universal power law behavior // J. Chem. Phys. 2000. V. 112. P. 3117-3120.
  10. Stone E., Holmes P. Noise induced intermittency in a model of a turbulent boundary layer // Physica D. 1989. V. 37. P. 20-32.
  11. Hramov A.E., Koronovskii A.A., Midzyanovskaya I.S., Sitnikova E.Yu., van Rijn С.М. On-off intermittency in time series of spontaneous paroxysmal activity in rats with genetic absence epilepsy // CHAOS: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Science. 2006. V. 16. P. 043111.
  12. Sitnikova E.Yu., Hramov A.E., Grubov V.V., Ovchinnikov A.A., Koronovskii A.A. On-off intermittency of thalamo-cortical oscillations in the electroencephalogram of rats with genetic predisposition to absence epilepsy // Brain research. 2012. V. 1436. P. 147-156.
  13. Hramov A.E., Koronovskii A.A., Kurovskaуa M.K. Zero Lyapunov exponent in the vicinity of the saddle-node bifurcation point in the presence of noise // Phys. Rev. E. 2008. V. 78. P. 036212.
  14. Короновский А.А., Куровская М.К., Храмов А.Е. Распределение длительностей ламинарных фаз для перемежаемости типа I в присутствии шума // Изв. вузов. Прикладная нелинейная динамика. 2009. Т. 17. № 5. С. 43-59.
  15. Pisarchik A. N., Kir'yanov A., Barmenkov Y., Jaimes-Reategui R. Dynamics of an erbium-doped fiber laser with pump modulation: theory and experiment // J. Opt. Soc. Am. B. 2005. V. 22. № 10. P. 2107-2114.
  16. Campos-Mejia A., Pisarchik A.N., Arroyo-Almanza D.A. Noise-induced on-off intermittency in mutually coupled semiconductor laser // Chaos Solitons Fractals. 2013. V. 54. P. 96-100.
  17. Pisarchik A. N., Jaimes-Reategui R., Sevilla-Escoboza R., Huerta-Cuellar G., Taki M. Rogue Waves in a Multistable System // Phys. Rev. Lett. 2011. V. 107. P. 274101.
  18. Журавлев М.О., Короновский А.А., Москаленко О.И., Писарчик А.Н., Ридер Д.Р., Храмов А.Е. Выделение характерных колебательных режимов в динамике легированного эрбием оптоволоконного лазера // Изв. РАН. Сер. физическая. 2015. Т. 79. № 12. С. 1711-1714.
  19. Короновский А.А., Храмов А.Е. Непрерывный вевлетный анализ и его приложения. М.: Физматлит, 2003. 176 с.
  20. Hramov A.E., Koronovskii A.A. An approach to chaotic synchronization // Chaos: An Interdisciplinary Journal of Nonlinear Scienc. 2004. V. 14. № 3. P. 603-610.
  21. Короновский А.А., Храмов А.Е. Об эффективном анализе перехода к хаосу через перемежаемость с помощью вейвлетного преобразования // Письма в ЖТФ. 2001. Т. 27. № 1. С. 3-11.
  22. Koronovskii A.A., Hramov A.E., Ponomarenko V.I., Prokhorov M.D. Detection of synchronization from univariate data using wavelet transform // Phys. Rev. E. 2007. V. 75. P. 056207.
  23. Короновский А.А., Храмов А.Е., Шурыгина С.А. Неавтономная индуцированная шумом синхронизация // Изв. РАН. Сер. физическая. 2009. Т. 73. № 12. С. 1728-1731.
  24. Короновский А.А., Храмов А.Е., Храмова А.Е. К вопросу о синхронном поведении связанных систем с дискретным временем // Письма в ЖЭТФ. 2005. Т. 82. № 3. С. 176-179.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download


Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».