Stochastic resonance in optical bistable systems

光学双稳态系统中的随机共振

基本信息

  • 批准号:
    09440154
  • 负责人:
  • 金额:
    $ 7.17万
  • 依托单位:
  • 依托单位国家:
    日本
  • 项目类别:
    Grant-in-Aid for Scientific Research (B)
  • 财政年份:
    1997
  • 资助国家:
    日本
  • 起止时间:
    1997 至 1999
  • 项目状态:
    已结题

项目摘要

Stochastic resonance(SR) is a cooperative phenomenon that the output signal-to-noise ratio(SNR) is enhanced by adding random noise to the input coherent signal. In spite of its strange appearance, it occurs in various systems. In view of the ability of controlling SNR by adding noise, it is expected to be applied to signal processing, especially to optical signal processing.(1)SR experiments in hybrid optical bistable systems were performed for a sinusoidal input signal. The experimental results show that, with smaller noise correlation time, the peak value of the SNR is larger, the width of the resonance is narrower, and the noise intensity which gives the peak SNR is smaller.(2)Numerical simulations were performed using a simple model (a Langevin equations for an overdamped system with a bistable potential). The simulation results reproduced well the experimental results.(3)SR for a binary input signal was studied by numerical simulations. It was found that the output signal has a gain of information, and that the noise with a small correlation time is favorable for SR and for the gain.(4)The behavior of SR for image data was simulated. The simulation results show that this system can improve the visibility of images and can be a powerful tool for signal processing.
随机共振(SR)是通过向输入相干信号添加随机噪声来增强输出信噪比(SNR)的协同现象。尽管它的外观很奇怪,但它出现在各种系统中。鉴于其通过添加噪声来控制信噪比的能力,有望应用于信号处理,特别是光信号处理。(1)针对正弦输入信号进行了混合光学双稳态系统的SR实验。实验结果表明,噪声相关时间越小,信噪比峰值越大,谐振宽度越窄,峰值信噪比的噪声强度越小。(2)采用简单模型(具有双稳态势的过阻尼系统的 Langevin 方程)。仿真结果很好地再现了实验结果。(3)通过数值仿真研究了二进制输入信号的SR。结果发现,输出信号具有信息增益,相关时间小的噪声有利于SR和增益。(4)模拟了图像数据的SR行为。仿真结果表明,该系统可以提高图像的可视性,可以成为信号处理的有力工具。

项目成果

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专著数量(0)
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会议论文数量(0)
专利数量(0)
M. Misono: "Correlation spectroscopy with noise light excitation"Phys. Lett. A. 240. 29-36 (1998)
M. Misono:“噪声光激发的相关光谱”Phys。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M. Misono: "Noise-enhanced transmission of information in a bistable system"Phys. Rev. E. 58. 5602-5607 (1998)
M. Misono:“双稳态系统中的噪声增强信息传输”Phys。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M.Misono: "Correlation spectroscopy with noise light excitation"Phys.Lett.A. 240. 29-36 (1998)
M.Misono:“噪声光激发的相关光谱”Phys.Lett.A。
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M.Misono: "Improvement of transmission characteristics by stochastic resonance"Proc.CRL Int.Symp.. 209-210 (1999)
M.Misono:“通过随机共振改善传输特性”Proc.CRL Int.Symp.. 209-210 (1999)
  • DOI:
  • 发表时间:
  • 期刊:
  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
M. Misono: "Stochastic resonance in an optical bistable system driven by colored noise"Opt. Commun.. 152. 255-258 (1998)
M. Misono:“由有色噪声驱动的光学双稳态系统中的随机共振”Opt。
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  • 发表时间:
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  • 影响因子:
    0
  • 作者:
  • 通讯作者:
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