Pulsierende Instabilitäten und Chaos

Zusammenfassung

Instabilitäten der Strahlungsemission wurden bereits am ersten Laser, dem Rubinlaser [Maiman 1960] beobachtet. Der Rubinlaser zeigte eine irreguläre, mit Rauschen und Pulsen begleitete Emission selbst unter quasi-stationären Betriebsbedingungen. Lange Zeit kümmerten sich die Theoretiker wenig um dieses Phänomen, da die rapide Entwicklung und die vielfältige Anwendung der Laser eine Reihe anderer Probleme zum Studium anbot. Jetzt ist jedoch das Interesse an diesem und verwandten Phänomenen erwacht, da vor kurzem tiefgreifende mathematische Entdeckungen über Instabilitäten und chaotisches Verhalten von klassischen dynamischen Systemen gemacht wurden [vgl. Guckenheimer & Holmes 1983, Bai-Lin 1984, Bergé et al. 1984, Critanovic 1984, Schuster 1984]. Es ist heute bekannt, dass viele physikalische Systeme, welche wie der Laser gewisse Nichtlinearitäten aufweisen, Instabilitäten und Chaos zeigen, deren Verhalten als deterministisch bezeichnet werden muss. Ausserdem hat die Erkenntnis, dass Chaos vom stationären Zustand nur über endlich viele verschiedene universelle Routen mit gut definierten mathematischen Szenarien erreicht werden kann, die Suche nach physikalischen Systemen mit derartigen Eigenschaften gefördert.