Ondas ópticas rebeldes
Las ondas ópticas rebeldes son pulsos raros de luz análogos a las olas oceánicas rebeldes o monstruosas . [1] El término ondas ópticas no autorizadas se acuñó para describir pulsos raros de luz de banda ancha que surgen durante el proceso de generación de supercontinuo , un proceso no lineal sensible al ruido en el que se genera radiación de banda ancha a partir de una forma de onda de entrada de banda estrecha, en fibra óptica no lineal. En este contexto, las ondas ópticas no autorizadas se caracterizan por un excedente anómalo de energía en longitudes de onda particulares (por ejemplo, las que se desplazan al rojo de la forma de onda de entrada) o un pico de potencia inesperado. Se ha demostrado que estos eventos anómalos siguenestadísticas de cola gruesa , también conocidas como estadísticas en forma de L, estadísticas de cola gruesa o estadísticas de valor extremo. [1] [2] Estas distribuciones de probabilidad se caracterizan por colas largas : los valores atípicos grandes ocurren raramente, pero con mucha más frecuencia de lo esperado por la intuición y las estadísticas gaussianas. Dichas distribuciones también describen las probabilidades de olas oceánicas anormales [3] [4] [5] y varios fenómenos tanto en el mundo artificial como en el natural. [6] [7] [8] [9] [10] [11]A pesar de su poca frecuencia, los eventos raros ejercen una influencia significativa en muchos sistemas. Aparte de las similitudes estadísticas, se sabe que las ondas de luz que viajan en fibras ópticas obedecen a las matemáticas similares a las de las ondas de agua que viajan en el océano abierto (la ecuación de Schrödinger no lineal ), lo que respalda la analogía entre las ondas oceánicas rebeldes y sus contrapartes ópticas. [1] De manera más general, la investigación ha expuesto una serie de analogías diferentes entre eventos extremos en óptica y sistemas hidrodinámicos. Una diferencia práctica clave es que la mayoría de los experimentos ópticos se pueden realizar con un aparato de sobremesa, ofrecen un alto grado de control experimental y permiten que los datos se adquieran con extrema rapidez. [1]En consecuencia, las ondas ópticas no autorizadas son atractivas para la investigación experimental y teórica y se han convertido en un fenómeno muy estudiado. [12] [13] Los detalles de la analogía entre ondas extremas en óptica e hidrodinámica pueden variar según el contexto, pero la existencia de eventos raros y estadísticas extremas en fenómenos relacionados con ondas son un terreno común.
Las ondas ópticas rebeldes se informaron inicialmente en 2007 sobre la base de experimentos que investigaban las propiedades estocásticas de la generación de supercontinuo a partir de un tren de pulsos de entrada de picosegundos casi idénticos . [1] En los experimentos, se inyectó radiación de un láser de modo bloqueado ( tren de pulsos de megahercios ) en una fibra óptica no lineal .y las características de la radiación de salida se midieron a nivel de disparo único para miles de pulsos (eventos). Estas mediciones revelaron que los atributos de los pulsos individuales pueden ser marcadamente diferentes de los del promedio del conjunto. En consecuencia, estos atributos normalmente se promedian u ocultan en las observaciones promediadas en el tiempo. Las observaciones iniciales ocurrieron en la Universidad de California, Los Ángeles como parte de una investigación financiada por DARPA [14] con el objetivo de aprovechar el supercontinuo para la conversión A / D de tiempo prolongado y otras aplicaciones en las que se requieren fuentes de luz blanca estables (por ejemplo, real- espectroscopia de tiempo). El estudio de las ondas ópticas rebeldes finalmente demostró que la generación de supercontinuo estimulado(como se describe más adelante) proporciona un medio para calmar tales fuentes de banda ancha. [15] [16] [17] [18] [19]
