Regime de Quase Modos Travados: Desordem Vitrea e Dinamica Turbulenta em Laser de Fibra
Quasi modo-travado (QMT). Quebra de simetria de réplica (QSR). Turbulência.
Análise de componentes principais (ACP).
Neste trabalho, investigamos o regime Quasi Modos-travados (QMT) em lasers de fibra dopados
com Yb. O QMT é uma fase operacional ainda pouco explorada, marcada por flutuações
de intensidade que revelam comportamentos coletivos complexos. Embora já conhecida por
experimentalistas que trabalham com lasers de modos-travados, essa fase nunca havia sido
estudada sistematicamente e sua relevância só começou a ganhar destaque recentemente. O
QML surge tipicamente na região intermediária entre a operação em onda contínua (OC) e
o modo-travado padrão (MTP), onde o sistema apresenta transições reprodutíveis entre estados
dinâmicos distintos conforme se ajustam a potência de bombeio e/ou a polarização.
Para caracterizar esse regime, utilizamos ferramentas estatísticas capazes de revelar dinâmicas
subjacentes e propriedades emergentes do laser. A partir da análise da emissão e de suas correlações,
identificamos assinaturas típicas de sistemas vítreos, incluindo a quebra de simetria
de réplica (QSR). Assim, o QML se estabelece como uma nova plataforma — complementar
aos lasers aleatórios (LAs) — para aproximar conceitos da física de sistemas desordenados à
fotônica. Além das características vítreas, o QML também apresenta dinâmicas semelhantes
à turbulência em fluidos. Por meio de um modelo estocástico dinâmico (Teoria-H), caracterizamos
distribuições Gaussianas e não-Gaussianas nos incrementos de intensidade espectral,
evidenciando flutuações intermitentes e leis de escala típicas de sistemas turbulentos. A análise
de componentes principais (ACP) também foi aplicada para reduzir a dimensionalidade dos
dados, revelando estruturas ocultas e permitindo identificar com maior robustez os diferentes
regimes. Os resultados apresentados aqui constituem, até onde sabemos, a primeira evidência
experimental de turbulência na fase óptica de um laser de fibra. O estudo do QML contribui
para uma compreensão mais profunda do regime modo-travado, fundamental em aplicações de
lasers ultrarrápidos. As informações obtidas elucidam como os pulsos se formam, quais fatores
determinam sua estabilidade e outros aspectos críticos da dinâmica laser. Em síntese, este
trabalho consolida o regime QML como uma fase óptica distinta e promissora para investigar
fenômenos coletivos da luz. Ao integrar conceitos da física estatística, da dinâmica não linear
e da fotônica, evidencia o papel das interações na evolução da dinâmica de lasers, abrindo
novas perspectivas para o estudo da complexidade em sistemas ópticos.