ノイズ誘起秩序:光双安定系を用いた実験的アプローチ

2002 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 14340116
• Research Institution: Kobe University
• Principal Investigator: 河本 敏郎 神戸大学, 理学部, 助教授 (70192573)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 國友 正和 神戸大学, 理学部, 教授 (40031348) ; 福田 行男 神戸大学, 理学部, 教授 (40025482)
• Keywords: 確率共鳴 / ストカスティック共鳴 / 光双安定性 / ノイズ光

Research Abstract

ノイズ誘起秩序現象の実験的検証を行うためのハイブリッド型光双安定系とノイズ光発生制御システムを制作した。
(1)ハイブリッド型光双安定系の製作
レーザーの出力光を光位相変調器とグランプリズムに通し、透過光を光検出器で受けてドライブ電圧として光位相変調器にフィードバックすることにより、ハイブリッド型光双安定系を製作した。任意波形発生器を用い、帰還回路の利得とバイアス電圧によって双安定ポテンシャルの形と揺らぎを制御することができる。
(2)ノイズ光発生制御システムの開発
計算機によって、様々な統計性をもつノイズ波形を発生させるプログラムを開発し、振幅、相関時間など波形の統計的性質を特徴づけるパラメータを制御できるようにした。その波形を任意波形発生器に転送し、光強度変調器に出力することにより、レーザーの光出力に振幅変調を加え、振幅や統計性が制御可能なノイズ光源を開発した。
(3)シュミットトリガ回路を用いた確率共鳴の予備実験
確率共鳴の基本的性質を理解することを目的としてシュミットトリガ回路を用いた確率共鳴の予備実験を行った。シュミットトリガ回路は不感帯を持つコンパレータであり、しきい値を容易に変えることができるため、ノイズ誘起秩序現象の研究に有効な双安定系である。正弦波入力にノイズを付加したもの、及びしきい値を周期的に変動させてノイズ入力したものそれぞれについて、ノイズ振幅の増加に対する信号対雑音比が極大を示す確率共鳴特有の現象を確認することができた。

Research Products

• [Publications] N.Nakayama: "High-resolution coherent spectroscopy : Linewidth reduction by recurrent excitation"Proc. Int. Conf. on Quantum Electronics and Laser Science. 205-206 (2002)
• [Publications] M.Misono: "Information gain in an optical bistable system by stochastic resonance"Phys. Rev. E. (in press). (2003)