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DY: Dynamik und Statistische Physik

DY 41: Nichtlineare Dynamik I

DY 41.4: Vortrag

Donnerstag, 14. März 2002, 10:45–11:00, H3

Instabilitäten und Synchronisation in verzögert gekoppelten Halbleiterlasern — •Hartmut Erzgräber, Tilmann Heil, Ingo Fischer und Wolfgang Elsäßer — TU Darmstadt Institut für Angewandte Physik, Schloßgartenstraße 7, 64289 Darmstadt

Das Konzept gekoppelter Oszillatoren wird in vielen Gebieten der Wissenschaft erfolgreich angewandt und erforscht. Dieser Beitrag untersucht den Einfluß einer Verzögerung der Kopplung zwischen den einzelnen Oszillatoren experimentell, anhand eines technologisch relevanten Modellsystems: zwei räumlich entfernte, identische Halbleiterlaser, die über ihr optisches Feld bidirektional gekoppelt sind. Die Verzögerung der Kopplung wird durch die Propagation des Lichtes zwischen den Sub-Systemen bestimmt, und beträgt typischerweise einige Nanosekunden. In engem Zusammenhang mit dieser, im Vergleich zu den laserinternen Relaxationsoszillationen (GHz-Bereich), substantiellen Verzögerung kommt es zu charakteristischen, kopplungsinduzierten Instabilitäten der Laserintensität. Ein besonders bemerkenswertes Phänomen stellt dabei das gleichzeitige Auftreten von Chaos-Synchronisation und spontanem Symmetriebruch dar [1]. Wir präsentieren hier die erste systematische Untersuchung dieser kopplungsinduzierten Instabilitäten und deren Synchronisationsverhalten in Abhängigkeit der dynamisch relevanten Parameter: Kopplungsstärke und Verzögerungszeit. Wir konzentrieren uns dabei besonders auf dynamische Phänomene bei Verzögerungszeiten, die im Bereich der Periode einer Relaxationsoszillation liegen.

[1] T. Heil, I. Fischer, W. Elsäßer, J. Mulet, C.R. Mirasso; Phys. Rev. Lett. 86, 795 (2001)