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TU Berlin

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Seminar Laserdynamics: Coupled lasers and all optical networks

Lupe [1]
© TU Berlin

Prof. Dr. K. Lüdge

Zeit: Mittwoch 14:15
Raum: EW 733
Begin: 18.04.2018

Das Seminar gibt Einblicke in die aktuelle Forschung der Arbeitsgruppe "Nichtlineare Laserdynamik". Es ist für Studierende, die Interesse an einer Master- oder Bachelorarbeit bei uns haben, besonders zu empfehlen. Studierende, die einen Seminarschein erlangen wollen, sind uns herzlich willkommen.

In diesem Semester steht die Kontrolle und Anwendung von komplexer Laserdynamik im Mittelpunkt. Durch ihre stark nichtlinearen Eigenschaften spielen Laser einerseits eine entscheidende Rolle als Modell-Systeme für das Gebiet der nichtlinearen Dynamik. Andererseits sind sie als vielseitig einsetzbare kontrollierbare Bauelemente in der optischen Datenübertragung zu finden. Betrachtet man den Laser nicht als einzelnes System, sondern z.B. mit optischer Rückkopplung oder optischer Injektion, ergeben sich vielfältige komplexe Phänomene, die bereits ihren Weg in industrielle Anwendungen gefunden haben, z.B. Erzeugung kurzer Pulse durch Modenkopplung oder Stabilisierung von Laserlicht durch optische Injektion.

Der Besuch der Veranstaltung (mit Vortrag und Ausarbeitung) entspricht 5 ECTS Punkten.

Zeitlicher Ablauf

Datum
Titel
Vortragender
Betreuer
18.04.

Vorbesprechung und Einführung
K. Lüdge
25.04.

Einführung Laserdynamik (Folien [2])
B. Lingnau
02.05.

Dynamical properties of two coupled lasers [JAV03], [YAN04c]
AR
09.05.

Bubbling and chaos synchronization in delay coupled lasers [FLU09][FLU11b]
K. Wenzel
JH
16.05.

Artificial neurons based on semiconductor lasers [NAH13][MES16]
L. Rösel
AR
23.05.

Bounded pulse trains in arrays of coupled spatially extended dynamical systems [PUZ17]
T. Dörres
SM
30.05.

Multi-stabilities, one-color and two-color states in coupled single-mode lasers [CLE14][SEI17]

L. Ermoneit
CR
06.06.
Strongly coupled photonic crystal nanolasers [MAR16b][HAM15]

K. Barkenmeyer
SM
Achtung verlegt auf Donnerstag 14.06. um 16:15 Uhr im EW202

Photonic crystal Fano lasers and quantum noise in nanolasers

Prof. Jesper Mørk
20.06.
Fällt aus wegen Begutachtung des SFB910


Achtung verlegt auf Donnerstag 24.05. um 16:15 Uhr im EW202
Neuro-inspired photonic information processing: the return of optics in computing

Prof. Ingo Fischer
Entfällt

Chimera states in globally coupled laser networks [BOE15][ROE16][BOE16][KOZ01][VLA03]

BL
11.07.
Why be afraid of state-dependent delays

Prof. Bernd Krauskopf
Die öffentliche Einteilung der Themen findet am 18. April 2018 statt. Vortragsthemen können auch schon vor Beginn der Veranstaltung vergeben werden (bitte dafür an einen Ansprechpartner wenden).

Ansprechpartner

  • Prof. Dr. Kathy Lüdge [3] (KL)
  • Christoph Redlich [4] (CR)
  • Dr. Benjamin Lingnau [5] (BL)
  • André Röhm [6] (AR)
  • Stefan Meinecke [7] (SM)

Literatur zu den Vorträgen

DOI
[AVI12] Y. Aviad, I. Reidler, M. Zigzag, M. Rosenbluh, I. Kanter:
Synchronization in small networks of time-delay coupled chaotic diode lasers
Opt. Express 20, 4352 (2012)
URL
[BOE15] F. Böhm, A. Zakharova, E. Schöll, K. Lüdge:
Amplitude-phase coupling drives chimera states in globally coupled laser networks
Phys. Rev. E 91, 040901 (R) (2015)
[BOE16] F. Böhm, K. Lüdge:
Exploiting multi-stability to stabilize chimera states in all-to-all coupled laser networks
in Control of Self-Organizing Nonlinear Systems, (Springer, 2016)
URL
[CLE14] Eoin Clerkin, S. O'Brien, A. Amann:
Multi-stabilities and symmetry-broken one-colour and two-colour states in closely coupled single-mode lasers
Phys. Rev. E 89, 032919 (2014)
DOI
[FLU09] V. Flunkert, O. D'Huys, J. Danckaert, I. Fischer, E. Schöll:
Bubbling in delay-coupled lasers
Phys. Rev. E 79, 065201 (R) (2009)
DOI
[FLU11b] V. Flunkert, E. Schöll:
Chaos synchronization in networks of delay-coupled lasers: Role of the coupling phases
New J. Phys. 14, 033039 (2012)
[HAM15] P. Hamel, S. Haddadi, F. Raineri, P. Monnier, G. Beaudoin, I. Sagnes, A. Levenson, A. M. Yacomotti:
Spontaneous mirror-symmetry breaking in coupled photonic-crystal nanolasers
Nature Photon. 9, 311 (2015)
DOI
[HIC11] K. Hicke, O. D'Huys, V. Flunkert, E. Schöll, J. Danckaert, I. Fischer:
Mismatch and synchronization: Influence of asymmetries in systems of two delay-coupled lasers
Phys. Rev. E 83, 056211 (2011)
URL
[JAV03] J. Javaloyes, P. Mandel, D. Pieroux:
Dynamical properties of lasers coupled face to face
Phys. Rev. E 67, 036201 (2003)
URL
[KOZ01] G. Kozyreff, A.G. Vladimirov, P. Mandel:
Dynamics of a semiconductor laser array with delayed global coupling
Phys. Rev. E 64, 016613 (2001)
[LAM17] M. Lamperti, A.M. Perego:
Disorder-induced localization of excitability in an array of coupled lasers
Phys. Rev. A 96, (2017)
[MAR16b] M. Marconi, J. Javaloyes, F. Raineri, A. Levenson, A. M. Yacomotti:
Asymmetric mode scattering in strongly coupled photonic-crystal nanolasers
Opt. Lett. 14, 5628 (2016)
DOI
[MES16] C. Mesaritakis, A. Kapsalis, A. Bogris, D. Syvridis:
Artificial Neuron Based on Integrated Semiconductor Quantum Dot Mode-Locked Lasers
Sci. Rep. 6, 39317 (2016)
[NAH13] M. Nahmias, B. Shastri, A. Tait, P. Prucnal:
A Leaky Integrate-and-Fire Laser Neuron for Ultrafast Cognitive Computing
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 19, (2013)
URL
[NIX11] M. Nixon, M. Friedman, E. Ronen, A. Friesem, N. Davidson, I. Kanter:
Synchronized Cluster Formation in Coupled Laser Networks
Phys. Rev. Lett. 106, 223901 (2011)
URL
[NIX12] M. Nixon, M. Fridman, E. Ronen, A. A. Friesem, N. Davidson, I. Kanter:
Controlling Synchronization in Large Laser Networks
Phys. Rev. Lett. 108, 214101 (2012)
[OHT15] J. Ohtsubo, R. Ozawa, M. Nanbu:
Synchrony of small nonlinear networks in chaotic semiconductor lasers
Jpn. J. Appl. Phys. 072702 (2015)
[PER16] A.M. Perego, M. Lamperti:
Collective excitability, synchronization, and array-enhanced coherence resonance in a population of lasers with a saturable absorber
Phys. Rev. A 94, (2016)
URL
[PUZ17] D. Puzyrev, A.G. Vladimirov, A. S. Pimenov, S. V. Gurevich, S. Yanchuk:
Bound Pulse Trains in Arrays of Coupled Spatially Extended Dynamical Systems
Phys. Rev. Lett. 119, 163901 (2017)
DOI
[ROE16] A. Röhm, F. Böhm, K. Lüdge:
Small chimera states without multistability in a globally delay-coupled network of four lasers
Phys. Rev. E 94, 042204 (2016)
DOI
[SEI17] M. Seifikar, A. Amann, F. H. Peters:
Emergence of stable two-colour states in mutually delay-coupled lasers
EPJ Web of Conferences 139, (2017)
[VLA03] A.G. Vladimirov, G. Kozyreff, P. Mandel:
Synchronization of weakly stable oscillators and semiconductor laser arrays
EPL (Europhysics Letters) 61, 613 (2003)
DOI
[YAN04c] S. Yanchuk, K. R. Schneider, Lutz Recke:
Dynamics of two mutually coupled semiconductor lasers: Instantaneous coupling limit
Phys. Rev. E 69, 056221 (2004)
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