Демичев М.А.
Физический институт им. Лебедева РАН
Работа посвящена опто-электронный генератору света, который представляет из себя оптический модуляционный усилитель, охваченный положительной оптической обратной связью.
Принцип работы модуляционного усилителя заключается в выделении радиочастотной огибающей оптического сигнала методом оптического гетеродинирования, усилении ее с помощью электронных усилителей и переносе на мощную несущую - волну накачки, проходящую через акустооптический модулятор (АОМ). Усиленным сигналом является дифракционная волна, возникающая в АОМ. Устройство и особенности работы модуляционного усилителя описаны в работе [1] .
Устройство, состоящее из усилителя и положительной обратной связи, является
автоколебательной системой. Возникновение колебаний возможно лишь при выполнении порогового
условия K*
.
При линейной амплитудной характеристике усилителя амплитуда автоколебаний возрастала бы неограниченно . Для установления стационарной амплитуды колебаний необходима нелинейность коэффициента усиления К(A) типа насыщения . Будет ли стационарное значение амплитуды устойчивым, зависит от величин производных коэффициента усиления и обратной связи в стационарной точке. При определенных соотношениях стационарная точка становится неустойчивой и возникают устойчивые циклы с двумя или несколькими повторяющимися значениями. Такие решения называются условно устойчивыми . При изменении коэффициента обратной связи количество повторяющихся значений в устойчивом цикле может возрастать катастрофически - система переходит в состояние динамического хаоса .
Модуляционный усилитель имеет амплитудную характеристику
.
Такая АХ обуславливается АОМ. При малых напряжениях модуляции амплитуда дифракционной
волны пропорциональна приложенному напряжению. При дальнейшем увеличении напряжения
модуляции, начинается обратный процесс перекачки энергии из дифракционной волны в
волну накачки, что соответствует убывающей части
.
Наличие на АХ спадающего участка с изменяющейся производной обеспечивает наблюдение режимов пульсаций с разными периодами и динамического хаоса. Теоретически рассчитанные величины порогов и условия устойчивости стационарных точек и циклов указаны в работе [2] .
В данной работе представлены экспериментальные результаты по наблюдению режимов стационарной генерации, режимов пульсаций, динамического хаоса. Исследованы пороги возникновения и удвоения пульсаций, перехода к хаосу.
Литература
- Konopsky V.N. , Masalov A.V. , Putilin A.A. , Vasilyev M.V. , Quantum noise of light during amplification and oscillation in opto-electronic loop . 172/SPIE Vol. 2799
- А.В. Масалов , А.Н. Ораевский, К теории модуляционного преобразователя света. "Квантовая электроника" , 23 №10(1996)
