Physics Letters A, 291(2-3), 103–114p. (2001) DOI:10.1016/S0375-9601(01)00520-5

Chaotic aspects of lasers with host-induced nonlinearity and its control

S. Banerjee, P. Saha, A. R. Chowdhury

Recently, absolute instabilities were analysed in lasers that contain a dispersive host material with cubic nonlinearities, which leads to self-phase modulation (SPM) and intensity-dependent absorption (IDA). Nonlinear equations governing the operation of these new kind of lasers are known to possess certain new kind of features not described by the usual Lorenz-Haken dynamics. These nonlinear equations were derived from the Maxwell-Bloch equations and the stability equations were investigated by performing a linear stability analysis by Tartwijk and Agarwal. We try to explore the whole nonlinear region of the system which shows a period doubling route to chaos. The chaotic region is described through phase space diagrams, Lyapunov exponents, temporal variation of predictability and local divergence behaviour. Different aspects of the chaotic attractor reconstructed by the method of time delays, proposed by Takens, is discussed in the light of recurrence plot analysis leading to explicit information about embedding dimension and entropy of line distribution. We implement adaptive and threshold control mechanisms to revert back to a stable configuration of the system.

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