具有频率噪声的单模激光线性模型随机共振

张良英; 金国祥; 曹力

doi:10.7498/aps.60.044207

摘要

将频率有涨落的周期信号输入单模激光增益模型,计算出输出光强的相关函数及功率谱,对信噪比随噪声强度和系统参数的变化进行了研究. 结果表明:信噪比随频率噪声强度的变化、抽运噪声强度的变化、量子噪声强度的变化均出现随机共振;信噪比随增益系数和损失系数的变化也出现随机共振.

关键词:

频率噪声 /
功率谱 /
随机共振

By adding a periodic signal of the fluctuating frequency to the gain-noise model of the single-mode lasers, we calculate the correlated function and power spectrum of the output laser intensity and discuss the variation of signal-to-noise ratio(SNR) with the intensity of the noise and system parameter. The result indicates that the SNR shows stochastic resonances with the variations of intensities of the frequency noise, pump noise and quantum noise, also with the variations of gain coefficient and loss coefficient.

Keywords:

作者及机构信息

(1)华中科技大学物理学院,武汉 430074; (2)武汉工程大学智能机器人湖北省重点实验室,武汉 430073; (3)襄樊学院物理与电子工程学院,襄樊 441053

基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 11045004),湖北省教育厅科研基金重点项目(批准号:D20101506)资助的课题.

Authors and contacts

(1)Hubei Province Key Laboratory of Intelligent Robot, Wuhan Institute of Technology, Wuhan 430073, China; (2)School of Physics and Electronic Engineering, Xiangfan University, Xiangfan 441053, China; (3)School of Physics, Huazhong University of Science and Technology, Wuhan 430074, China

参考文献

[1]	Zhang L Y, Cao L, Wu D J, Wang J 2003 Chin. Phys. Lett. 20 25
[2]	Zhu H J, Li R, Wen X D 2003 Acta Phys. Sin. 52 2404 (in Chinese) [祝恒江、李蓉、温孝东 2003 52 2404]
[3]	Zhang L Y, Cao L , Wu D J 2003 Acta Phys. Sin. 52 1174 (in Chinese) [张良英、曹力、吴大进 2003 52 1174]
[4]	Jin G X, Zhang L Y, Cao L 2009 Chin. Phys. B 18 0952
[5]	Kang Y M, Xu J X ,Xie Y 2003 Acta Phys. Sin. 52 2712 (in Chinese) [康艳梅、徐健学、谢勇 2003 52 2712]
[6]	Li J H, Huang Z Q , Wang C Y 1998 Acta Phys. Sin. 47 382 (in Chinese)[李静辉、黄祖洽、王存玉 1998 47 382]
[7]	Luo X Q, Zhu S Q 2004 Chin. Phys. 13 1201
[8]	Mcnamara B, Wiesenfeld K 1989 Phys. Rev. A 39 4854
[9]	Barykin A V, Seki K 1998 Phys. Rev. E 57 6555
[10]	Berdichevsky V, Gitterman M 1999 Phys. Rev.E 60 1494
[11]	Li J L, Xu B H 2006 Chin. Phys. 15 2867
[12]	Zhou B C, Xu W 2007 Acta Phys. Sin. 56 5623 (in Chinese)[周丙常、徐伟 2007 56 5623]
[13]	Lin M, Huang Y M 2006 Proc. of the CSEE. 26 128 (in Chinese) [林敏、黄咏梅 2006 中国电机工程学报 26 128]
[14]	Jin G X ,Cao L ,Zhang L Y 2007 Acta Phys. Sin. 56 3739 (in Chinese) [金国祥、曹力、张良英 2007 56 3739]
[15]	Zhang L, Liu L, Cao L 2010 Acta Phys. Sin. 59 1494 (in Chinese) [张莉、刘立、曹力 2010 59 1494]
[16]	Chen D Y, Wang Z L 2008 Acta Phys. Sin. 57 3333 (in Chinese) [陈德彝、王忠龙 2008 57 3333]
[17]	Chen D Y, Wang Z L 2009 Acta Phys. Sin. 58 102 (in Chinese) [陈德彝、王忠龙 2009 58 102]
[18]	Lin M, Meng Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 3627 (in Chinese) [林敏、孟莹 2010 59 3627]
[19]	Zhu G Q, Ding K, Zhang Y, Zhao Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 3001 (in Chinese) [朱光起、丁珂、张宇、赵远 2010 59 3001]
[20]	Zhang L B, Zhang L Y 2009 Measurement ＆ Control Technology 28 89 (in Chinese) [张良斌、张良英 2009 测控技术 28 89]
[21]	Zhang X B, Dong H Y, Xuan Z L 2008 AppLied Acoustics 27 283 (in Chinese) [张晓兵、董华玉、玄兆林 2008 应用声学 27 283]
[22]	Fulinski A, Gora P F 2000 Journal of Statistical Physics 101 483
[23]	Hernandez-Garcia E, Toral R, San Miguel M 1990 Phys. Rev. A 42 6823
[24]	Zang L Y, Cao L,Wu D J 2009 Communications in Theoretical Physics 52 143

施引文献

[1]	Zhang L Y, Cao L, Wu D J, Wang J 2003 Chin. Phys. Lett. 20 25
[2]	Zhu H J, Li R, Wen X D 2003 Acta Phys. Sin. 52 2404 (in Chinese) [祝恒江、李蓉、温孝东 2003 52 2404]
[3]	Zhang L Y, Cao L , Wu D J 2003 Acta Phys. Sin. 52 1174 (in Chinese) [张良英、曹力、吴大进 2003 52 1174]
[4]	Jin G X, Zhang L Y, Cao L 2009 Chin. Phys. B 18 0952
[5]	Kang Y M, Xu J X ,Xie Y 2003 Acta Phys. Sin. 52 2712 (in Chinese) [康艳梅、徐健学、谢勇 2003 52 2712]
[6]	Li J H, Huang Z Q , Wang C Y 1998 Acta Phys. Sin. 47 382 (in Chinese)[李静辉、黄祖洽、王存玉 1998 47 382]
[7]	Luo X Q, Zhu S Q 2004 Chin. Phys. 13 1201
[8]	Mcnamara B, Wiesenfeld K 1989 Phys. Rev. A 39 4854
[9]	Barykin A V, Seki K 1998 Phys. Rev. E 57 6555
[10]	Berdichevsky V, Gitterman M 1999 Phys. Rev.E 60 1494
[11]	Li J L, Xu B H 2006 Chin. Phys. 15 2867
[12]	Zhou B C, Xu W 2007 Acta Phys. Sin. 56 5623 (in Chinese)[周丙常、徐伟 2007 56 5623]
[13]	Lin M, Huang Y M 2006 Proc. of the CSEE. 26 128 (in Chinese) [林敏、黄咏梅 2006 中国电机工程学报 26 128]
[14]	Jin G X ,Cao L ,Zhang L Y 2007 Acta Phys. Sin. 56 3739 (in Chinese) [金国祥、曹力、张良英 2007 56 3739]
[15]	Zhang L, Liu L, Cao L 2010 Acta Phys. Sin. 59 1494 (in Chinese) [张莉、刘立、曹力 2010 59 1494]
[16]	Chen D Y, Wang Z L 2008 Acta Phys. Sin. 57 3333 (in Chinese) [陈德彝、王忠龙 2008 57 3333]
[17]	Chen D Y, Wang Z L 2009 Acta Phys. Sin. 58 102 (in Chinese) [陈德彝、王忠龙 2009 58 102]
[18]	Lin M, Meng Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 3627 (in Chinese) [林敏、孟莹 2010 59 3627]
[19]	Zhu G Q, Ding K, Zhang Y, Zhao Y 2010 Acta Phys. Sin. 59 3001 (in Chinese) [朱光起、丁珂、张宇、赵远 2010 59 3001]
[20]	Zhang L B, Zhang L Y 2009 Measurement ＆ Control Technology 28 89 (in Chinese) [张良斌、张良英 2009 测控技术 28 89]
[21]	Zhang X B, Dong H Y, Xuan Z L 2008 AppLied Acoustics 27 283 (in Chinese) [张晓兵、董华玉、玄兆林 2008 应用声学 27 283]
[22]	Fulinski A, Gora P F 2000 Journal of Statistical Physics 101 483
[23]	Hernandez-Garcia E, Toral R, San Miguel M 1990 Phys. Rev. A 42 6823
[24]	Zang L Y, Cao L,Wu D J 2009 Communications in Theoretical Physics 52 143

[1]	彭皓, 任芮彬, 蔚涛. 三态噪声激励下分数阶耦合系统的随机共振现象研究. , 2021, (): . doi: 10.7498/aps.70.20211272
[2]	钟苏川, 蔚涛, 张路, 马洪. 具有质量及频率涨落的欠阻尼线性谐振子的随机共振. , 2015, 64(2): 020202. doi: 10.7498/aps.64.020202
[3]	焦尚彬, 杨蓉, 张青, 谢国. α稳定噪声驱动的非对称双稳随机共振现象. , 2015, 64(2): 020502. doi: 10.7498/aps.64.020502
[4]	汪志云, 陈培杰, 张良英. 色关联噪声驱动下双模激光随机共振. , 2014, 63(19): 194204. doi: 10.7498/aps.63.194204
[5]	张路, 钟苏川, 彭皓, 罗懋康. 乘性二次噪声驱动的线性过阻尼振子的随机共振. , 2012, 61(13): 130503. doi: 10.7498/aps.61.130503
[6]	张莉, 元秀华, 武力. 脉冲信号被噪声调制的单模激光随机共振. , 2012, 61(11): 110501. doi: 10.7498/aps.61.110501
[7]	张良英, 金国祥, 曹力. 具有频率涨落的简谐力激励下线性谐振子的随机共振. , 2012, 61(8): 080502. doi: 10.7498/aps.61.080502
[8]	林敏, 孟莹. 双稳系统的频率耦合与随机共振机理. , 2010, 59(6): 3627-3632. doi: 10.7498/aps.59.3627
[9]	宁丽娟, 徐伟. 信号调制下分段噪声驱动的线性系统的随机共振. , 2009, 58(5): 2889-2894. doi: 10.7498/aps.58.2889
[10]	汪茂胜. 二维映射神经元模型中频率依赖的随机共振. , 2009, 58(10): 6833-6837. doi: 10.7498/aps.58.6833
[11]	郭立敏, 徐伟, 阮春蕾, 赵燕. 二值噪声驱动下二阶线性系统的随机共振. , 2008, 57(12): 7482-7486. doi: 10.7498/aps.57.7482
[12]	陈德彝, 王忠龙. 噪声间关联程度的时间周期调制对单模激光随机共振的影响. , 2008, 57(6): 3333-3336. doi: 10.7498/aps.57.3333
[13]	周丙常, 徐伟. 关联噪声驱动的非对称双稳系统的随机共振. , 2008, 57(4): 2035-2040. doi: 10.7498/aps.57.2035
[14]	周丙常, 徐伟. 周期混合信号和噪声联合激励下的非对称双稳系统的随机共振. , 2007, 56(10): 5623-5628. doi: 10.7498/aps.56.5623
[15]	张良英, 曹力, 金国祥. 色噪声驱动下调幅波的单模激光随机共振. , 2007, 56(9): 5093-5097. doi: 10.7498/aps.56.5093
[16]	金国祥, 曹力, 张良英. 偏置调幅波调制噪声的单模激光随机共振. , 2007, 56(7): 3739-3743. doi: 10.7498/aps.56.3739
[17]	林敏, 毛谦敏, 郑永军, 李东升. 随机共振控制的频率匹配方法. , 2007, 56(9): 5021-5025. doi: 10.7498/aps.56.5021
[18]	宋艳丽. 简谐速度噪声及其与势场之间的频率共振. , 2006, 55(12): 6482-6487. doi: 10.7498/aps.55.6482
[19]	徐伟, 靳艳飞, 徐猛, 李伟. 偏置信号调制下色关联噪声驱动的线性系统的随机共振. , 2005, 54(11): 5027-5033. doi: 10.7498/aps.54.5027
[20]	靳艳飞, 徐伟, 李伟, 徐猛. 具有周期信号调制噪声的线性模型的随机共振. , 2005, 54(6): 2562-2567. doi: 10.7498/aps.54.2562

计量

文章访问数: 8694
PDF下载量: 680
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

搜索

留言板