激光液滴生成中混沌到混沌转变的实验观测

我们研究了激光液滴生成动力学对分离脉冲功率的依赖性。在没有分离脉冲的情况下，由于诱导熔化的主激光脉冲的冲击，在适当进给的金属丝末端会形成起伏的悬垂液滴。最终，这些液滴因其质量增加而克服表面张力发生分离。我们通过正的最大李雅普诺夫指数和负的散度证明，这种自发滴落是确定性混沌的。然而，在存在分离脉冲的情况下，液滴的生成速度取决于脉冲功率。在高功率下，滴落的自发性完全被分离脉冲的影响所掩盖。尽管如此，仍可检测到振幅混沌，其与自发滴落类似，也以正的最大李雅普诺夫指数和负的散度为特征，表明观测到的动力学是确定性混沌的，在相空间中具有吸引子解。在中间区域，即低和中等分离脉冲功率下，两种混沌状态相互竞争，产生间歇性的倍周期到振幅混沌的转变，我们通过递归图及其性质对其进行了刻画。总之，从自发到触发的激光液滴生成的转变，以混沌到混沌的转变为特征，中间存在一个动态非平稳阶段。由于金属液滴可用于各种工业应用，我们希望对其形成动力学性质的精确确定将促进其使用，并指导未来数学建模的尝试。