Abstract

In the dynamics of optical systems, one commonly needs to cope with the problem of coexisting deterministic and stochastic components. The separation of these components is an important, although difficult, task. Often the time scales at which determinism and noise dominate the system’s dynamics differ. In this Letter we propose to use information-theory-derived quantifiers, more precisely, permutation entropy and statistical complexity, to distinguish between the two behaviors. Based on experiments of a paradigmatic opto-electronic oscillator, we demonstrate that the time scales at which deterministic or noisy behavior dominate can be identified. Supporting numerical simulations prove the accuracy of this identification.

© 2011 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R. Lang and K. Kobayashi, IEEE J. Quantum Electron. 16, 347 (1980).
    [CrossRef]
  2. T. Heil, I. Fischer, W. Elsässer, J. Mulet, and C. R. Mirasso, Phys. Rev. Lett. 86, 795 (2001).
    [CrossRef]
  3. L. Larger and J. M. Dudley, Nature 465, 41 (2010).
    [CrossRef]
  4. K. E. Callan, L. Illing, Z. Gao, D. J. Gauthier, and E. Schöll, Phys. Rev. Lett. 104, 113901 (2010).
    [CrossRef]
  5. A. Argyris, D. Syvridis, L. Larger, V. Annovazzi-Lodi, P. Colet, I. Fischer, J. García-Ojalvo, C. R. Mirasso, L. Pesquera, and K. A. Shore, Nature 438, 343 (2005).
    [CrossRef]
  6. Y. K. Chembo, L. Larger, H. Tavernier, R. Bendoula, E. Rubiola, and P. Colet, Opt. Lett. 32, 2571 (2007).
    [CrossRef]
  7. M. Peil, M. Jacquot, Y. C. Kouomou, L. Larger, and T. Erneux, Phys. Rev. E 79, 026208 (2009).
    [CrossRef]
  8. O. A. Rosso, H. A. Larrondo, M. T. Martin, A. Plastino, and M. A. Fuentes, Phys. Rev. Lett. 99, 154102 (2007).
    [CrossRef]
  9. M. C. Soriano, L. Zunino, O. A. Rosso, I. Fischer, and C. R. Mirasso, IEEE J. Quantum Electron. 47, 252 (2011).
    [CrossRef]
  10. L. Zunino, M. C. Soriano, I. Fischer, O. A. Rosso, and C. R. Mirasso, Phys. Rev. E 82, 046212 (2010).
    [CrossRef]
  11. C. Bandt and B. Pompe, Phys. Rev. Lett. 88, 174102 (2002).
    [CrossRef]
  12. K. Ikeda, Opt. Commun. 30, 257 (1979).
    [CrossRef]

2011

M. C. Soriano, L. Zunino, O. A. Rosso, I. Fischer, and C. R. Mirasso, IEEE J. Quantum Electron. 47, 252 (2011).
[CrossRef]

2010

L. Zunino, M. C. Soriano, I. Fischer, O. A. Rosso, and C. R. Mirasso, Phys. Rev. E 82, 046212 (2010).
[CrossRef]

L. Larger and J. M. Dudley, Nature 465, 41 (2010).
[CrossRef]

K. E. Callan, L. Illing, Z. Gao, D. J. Gauthier, and E. Schöll, Phys. Rev. Lett. 104, 113901 (2010).
[CrossRef]

2009

M. Peil, M. Jacquot, Y. C. Kouomou, L. Larger, and T. Erneux, Phys. Rev. E 79, 026208 (2009).
[CrossRef]

2007

O. A. Rosso, H. A. Larrondo, M. T. Martin, A. Plastino, and M. A. Fuentes, Phys. Rev. Lett. 99, 154102 (2007).
[CrossRef]

Y. K. Chembo, L. Larger, H. Tavernier, R. Bendoula, E. Rubiola, and P. Colet, Opt. Lett. 32, 2571 (2007).
[CrossRef]

2005

A. Argyris, D. Syvridis, L. Larger, V. Annovazzi-Lodi, P. Colet, I. Fischer, J. García-Ojalvo, C. R. Mirasso, L. Pesquera, and K. A. Shore, Nature 438, 343 (2005).
[CrossRef]

2002

C. Bandt and B. Pompe, Phys. Rev. Lett. 88, 174102 (2002).
[CrossRef]

2001

T. Heil, I. Fischer, W. Elsässer, J. Mulet, and C. R. Mirasso, Phys. Rev. Lett. 86, 795 (2001).
[CrossRef]

1980

R. Lang and K. Kobayashi, IEEE J. Quantum Electron. 16, 347 (1980).
[CrossRef]

1979

K. Ikeda, Opt. Commun. 30, 257 (1979).
[CrossRef]

Annovazzi-Lodi, V.

A. Argyris, D. Syvridis, L. Larger, V. Annovazzi-Lodi, P. Colet, I. Fischer, J. García-Ojalvo, C. R. Mirasso, L. Pesquera, and K. A. Shore, Nature 438, 343 (2005).
[CrossRef]

Argyris, A.

A. Argyris, D. Syvridis, L. Larger, V. Annovazzi-Lodi, P. Colet, I. Fischer, J. García-Ojalvo, C. R. Mirasso, L. Pesquera, and K. A. Shore, Nature 438, 343 (2005).
[CrossRef]

Bandt, C.

C. Bandt and B. Pompe, Phys. Rev. Lett. 88, 174102 (2002).
[CrossRef]

Bendoula, R.

Callan, K. E.

K. E. Callan, L. Illing, Z. Gao, D. J. Gauthier, and E. Schöll, Phys. Rev. Lett. 104, 113901 (2010).
[CrossRef]

Chembo, Y. K.

Colet, P.

Y. K. Chembo, L. Larger, H. Tavernier, R. Bendoula, E. Rubiola, and P. Colet, Opt. Lett. 32, 2571 (2007).
[CrossRef]

A. Argyris, D. Syvridis, L. Larger, V. Annovazzi-Lodi, P. Colet, I. Fischer, J. García-Ojalvo, C. R. Mirasso, L. Pesquera, and K. A. Shore, Nature 438, 343 (2005).
[CrossRef]

Dudley, J. M.

L. Larger and J. M. Dudley, Nature 465, 41 (2010).
[CrossRef]

Elsässer, W.

T. Heil, I. Fischer, W. Elsässer, J. Mulet, and C. R. Mirasso, Phys. Rev. Lett. 86, 795 (2001).
[CrossRef]

Erneux, T.

M. Peil, M. Jacquot, Y. C. Kouomou, L. Larger, and T. Erneux, Phys. Rev. E 79, 026208 (2009).
[CrossRef]

Fischer, I.

M. C. Soriano, L. Zunino, O. A. Rosso, I. Fischer, and C. R. Mirasso, IEEE J. Quantum Electron. 47, 252 (2011).
[CrossRef]

L. Zunino, M. C. Soriano, I. Fischer, O. A. Rosso, and C. R. Mirasso, Phys. Rev. E 82, 046212 (2010).
[CrossRef]

A. Argyris, D. Syvridis, L. Larger, V. Annovazzi-Lodi, P. Colet, I. Fischer, J. García-Ojalvo, C. R. Mirasso, L. Pesquera, and K. A. Shore, Nature 438, 343 (2005).
[CrossRef]

T. Heil, I. Fischer, W. Elsässer, J. Mulet, and C. R. Mirasso, Phys. Rev. Lett. 86, 795 (2001).
[CrossRef]

Fuentes, M. A.

O. A. Rosso, H. A. Larrondo, M. T. Martin, A. Plastino, and M. A. Fuentes, Phys. Rev. Lett. 99, 154102 (2007).
[CrossRef]

Gao, Z.

K. E. Callan, L. Illing, Z. Gao, D. J. Gauthier, and E. Schöll, Phys. Rev. Lett. 104, 113901 (2010).
[CrossRef]

García-Ojalvo, J.

A. Argyris, D. Syvridis, L. Larger, V. Annovazzi-Lodi, P. Colet, I. Fischer, J. García-Ojalvo, C. R. Mirasso, L. Pesquera, and K. A. Shore, Nature 438, 343 (2005).
[CrossRef]

Gauthier, D. J.

K. E. Callan, L. Illing, Z. Gao, D. J. Gauthier, and E. Schöll, Phys. Rev. Lett. 104, 113901 (2010).
[CrossRef]

Heil, T.

T. Heil, I. Fischer, W. Elsässer, J. Mulet, and C. R. Mirasso, Phys. Rev. Lett. 86, 795 (2001).
[CrossRef]

Ikeda, K.

K. Ikeda, Opt. Commun. 30, 257 (1979).
[CrossRef]

Illing, L.

K. E. Callan, L. Illing, Z. Gao, D. J. Gauthier, and E. Schöll, Phys. Rev. Lett. 104, 113901 (2010).
[CrossRef]

Jacquot, M.

M. Peil, M. Jacquot, Y. C. Kouomou, L. Larger, and T. Erneux, Phys. Rev. E 79, 026208 (2009).
[CrossRef]

Kobayashi, K.

R. Lang and K. Kobayashi, IEEE J. Quantum Electron. 16, 347 (1980).
[CrossRef]

Kouomou, Y. C.

M. Peil, M. Jacquot, Y. C. Kouomou, L. Larger, and T. Erneux, Phys. Rev. E 79, 026208 (2009).
[CrossRef]

Lang, R.

R. Lang and K. Kobayashi, IEEE J. Quantum Electron. 16, 347 (1980).
[CrossRef]

Larger, L.

L. Larger and J. M. Dudley, Nature 465, 41 (2010).
[CrossRef]

M. Peil, M. Jacquot, Y. C. Kouomou, L. Larger, and T. Erneux, Phys. Rev. E 79, 026208 (2009).
[CrossRef]

Y. K. Chembo, L. Larger, H. Tavernier, R. Bendoula, E. Rubiola, and P. Colet, Opt. Lett. 32, 2571 (2007).
[CrossRef]

A. Argyris, D. Syvridis, L. Larger, V. Annovazzi-Lodi, P. Colet, I. Fischer, J. García-Ojalvo, C. R. Mirasso, L. Pesquera, and K. A. Shore, Nature 438, 343 (2005).
[CrossRef]

Larrondo, H. A.

O. A. Rosso, H. A. Larrondo, M. T. Martin, A. Plastino, and M. A. Fuentes, Phys. Rev. Lett. 99, 154102 (2007).
[CrossRef]

Martin, M. T.

O. A. Rosso, H. A. Larrondo, M. T. Martin, A. Plastino, and M. A. Fuentes, Phys. Rev. Lett. 99, 154102 (2007).
[CrossRef]

Mirasso, C. R.

M. C. Soriano, L. Zunino, O. A. Rosso, I. Fischer, and C. R. Mirasso, IEEE J. Quantum Electron. 47, 252 (2011).
[CrossRef]

L. Zunino, M. C. Soriano, I. Fischer, O. A. Rosso, and C. R. Mirasso, Phys. Rev. E 82, 046212 (2010).
[CrossRef]

A. Argyris, D. Syvridis, L. Larger, V. Annovazzi-Lodi, P. Colet, I. Fischer, J. García-Ojalvo, C. R. Mirasso, L. Pesquera, and K. A. Shore, Nature 438, 343 (2005).
[CrossRef]

T. Heil, I. Fischer, W. Elsässer, J. Mulet, and C. R. Mirasso, Phys. Rev. Lett. 86, 795 (2001).
[CrossRef]

Mulet, J.

T. Heil, I. Fischer, W. Elsässer, J. Mulet, and C. R. Mirasso, Phys. Rev. Lett. 86, 795 (2001).
[CrossRef]

Peil, M.

M. Peil, M. Jacquot, Y. C. Kouomou, L. Larger, and T. Erneux, Phys. Rev. E 79, 026208 (2009).
[CrossRef]

Pesquera, L.

A. Argyris, D. Syvridis, L. Larger, V. Annovazzi-Lodi, P. Colet, I. Fischer, J. García-Ojalvo, C. R. Mirasso, L. Pesquera, and K. A. Shore, Nature 438, 343 (2005).
[CrossRef]

Plastino, A.

O. A. Rosso, H. A. Larrondo, M. T. Martin, A. Plastino, and M. A. Fuentes, Phys. Rev. Lett. 99, 154102 (2007).
[CrossRef]

Pompe, B.

C. Bandt and B. Pompe, Phys. Rev. Lett. 88, 174102 (2002).
[CrossRef]

Rosso, O. A.

M. C. Soriano, L. Zunino, O. A. Rosso, I. Fischer, and C. R. Mirasso, IEEE J. Quantum Electron. 47, 252 (2011).
[CrossRef]

L. Zunino, M. C. Soriano, I. Fischer, O. A. Rosso, and C. R. Mirasso, Phys. Rev. E 82, 046212 (2010).
[CrossRef]

O. A. Rosso, H. A. Larrondo, M. T. Martin, A. Plastino, and M. A. Fuentes, Phys. Rev. Lett. 99, 154102 (2007).
[CrossRef]

Rubiola, E.

Schöll, E.

K. E. Callan, L. Illing, Z. Gao, D. J. Gauthier, and E. Schöll, Phys. Rev. Lett. 104, 113901 (2010).
[CrossRef]

Shore, K. A.

A. Argyris, D. Syvridis, L. Larger, V. Annovazzi-Lodi, P. Colet, I. Fischer, J. García-Ojalvo, C. R. Mirasso, L. Pesquera, and K. A. Shore, Nature 438, 343 (2005).
[CrossRef]

Soriano, M. C.

M. C. Soriano, L. Zunino, O. A. Rosso, I. Fischer, and C. R. Mirasso, IEEE J. Quantum Electron. 47, 252 (2011).
[CrossRef]

L. Zunino, M. C. Soriano, I. Fischer, O. A. Rosso, and C. R. Mirasso, Phys. Rev. E 82, 046212 (2010).
[CrossRef]

Syvridis, D.

A. Argyris, D. Syvridis, L. Larger, V. Annovazzi-Lodi, P. Colet, I. Fischer, J. García-Ojalvo, C. R. Mirasso, L. Pesquera, and K. A. Shore, Nature 438, 343 (2005).
[CrossRef]

Tavernier, H.

Zunino, L.

M. C. Soriano, L. Zunino, O. A. Rosso, I. Fischer, and C. R. Mirasso, IEEE J. Quantum Electron. 47, 252 (2011).
[CrossRef]

L. Zunino, M. C. Soriano, I. Fischer, O. A. Rosso, and C. R. Mirasso, Phys. Rev. E 82, 046212 (2010).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron.

R. Lang and K. Kobayashi, IEEE J. Quantum Electron. 16, 347 (1980).
[CrossRef]

M. C. Soriano, L. Zunino, O. A. Rosso, I. Fischer, and C. R. Mirasso, IEEE J. Quantum Electron. 47, 252 (2011).
[CrossRef]

Nature

A. Argyris, D. Syvridis, L. Larger, V. Annovazzi-Lodi, P. Colet, I. Fischer, J. García-Ojalvo, C. R. Mirasso, L. Pesquera, and K. A. Shore, Nature 438, 343 (2005).
[CrossRef]

L. Larger and J. M. Dudley, Nature 465, 41 (2010).
[CrossRef]

Opt. Commun.

K. Ikeda, Opt. Commun. 30, 257 (1979).
[CrossRef]

Opt. Lett.

Phys. Rev. E

M. Peil, M. Jacquot, Y. C. Kouomou, L. Larger, and T. Erneux, Phys. Rev. E 79, 026208 (2009).
[CrossRef]

L. Zunino, M. C. Soriano, I. Fischer, O. A. Rosso, and C. R. Mirasso, Phys. Rev. E 82, 046212 (2010).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett.

C. Bandt and B. Pompe, Phys. Rev. Lett. 88, 174102 (2002).
[CrossRef]

O. A. Rosso, H. A. Larrondo, M. T. Martin, A. Plastino, and M. A. Fuentes, Phys. Rev. Lett. 99, 154102 (2007).
[CrossRef]

K. E. Callan, L. Illing, Z. Gao, D. J. Gauthier, and E. Schöll, Phys. Rev. Lett. 104, 113901 (2010).
[CrossRef]

T. Heil, I. Fischer, W. Elsässer, J. Mulet, and C. R. Mirasso, Phys. Rev. Lett. 86, 795 (2001).
[CrossRef]

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Metrics