La multifractalidad y el efecto de la turbulencia en la dinámica caótica de un láser de HeNe

DAMIÁN GULICH; GUSTAVO FUNES; LUCIANO ZUNINO; MARIO GARAVAGLIA

La Plata

Jornada; Segundas Jornadas de Investigación y Transferencia; 2013

Secretaria de Investigación y Transferencia, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de La Plata

Dada la dificultad para realizar estimaciones de espectros de Lyapunov, proponemos el empleo del multifractal detrended fluctuation analysis (MF-DFA) [1] para cuantificar la influencia de la turbulencia atmosférica sobre la dinámica caótica inducida en un láser de HeNe. El comportamiento caótico es generado por un arreglo de tipo interferométrico que retroalimenta parte del haz a la cavidad del láser gaseoso. Esta dinámica ha sido estudiada y modelada en función del nivel de retroalimentación [2,3]. Los distintos niveles de turbulencia isotrópica fueron generados con un dispositivo denominado turbulador [4,5], que permite obtener diferentes constantes de estructura para el índice de refracción del aire ajustando un parámetro de diferencia de temperaturas en el aparato. Teniendo presente el creciente interés [6] en la encriptación de mensajes empleando este tipo de sistemas ópticos caóticos, el estudio del efecto atmosférico permitiría llegar a conclusiones de utilidad en el campo de las comunicaciones ópticas. Los resultados preliminares permiten interpretar las distintas intensidades de turbulencia como distintos niveles de ruido blanco aditivo sobre la serie caótica original [7]. [1] Kantelhardt, J. W.; Zschiegner, S. A.; Koscielny-Bunde, E.; Havlin, S.; Bunde, A. & Stanley, H. (2002), Multifractal detrended fluctuation analysis of nonstationary time series, Physica A: Statistical Mechanics and its Applications 316(1-4), 87 - 114.[2] Kuwashima, F.; Ichikawa, T.; Kitazima, I. & Iwasawa, H. (1999), Chaotic Oscillation in a Single-Mode Class a He-Ne Laser (6328 A) ii, Japanese Journal of Applied Physics 38(Part 1, No. 11), 6321-6326.[3] Kuwashima, F.; Kitazima, I. & Iwasawa, H. (1998), The Chaotic Oscillation of the Single-Mode he-ne(6328 ) Class a Laser, Japanese Journal of Applied Physics 37(Part 2, No. 3B), L325-L328.[4] Keskin, O.; Jolissaint, L. & Bradley, C. (2006), Hot-air optical turbulence generator for the testing of adaptive optics systems - principles and characterization, Applied Optics 45(20), 4888-4897.[5] Gulich, M. Damián. (2011), Construcción y caracterización de un generador de turbulencias isotrópicas en aire caliente, Trabajo de Diploma, Departamento de Física, Facultad de Ciencias Exactas, Universidad Nacional de La Plata.[6] Rulkov, N. F.; Vorontsov, M. A. & Illing, L. (2002), Chaotic Free-Space Laser Communication over a Turbulent Channel, Phys. Rev. Lett. 89, 277905.[7] Gulich, D. & Zunino, L. (2012), The effects of observational correlated noises on multifractal detrended fluctuation analysis, Physica A 391(16), 4100-4110.