3422:
75:
3414:
1118:
1128:
1096:
1064:
1108:
1086:
1076:
1054:
1044:
25:
972:
938:
902:
868:
1145:
835:
is varied from 0.0 to 1.0 in steps of 0.01. The Ikeda dynamical system is simulated for 500 steps, starting from 20000 randomly placed starting points. The last 20 points of each trajectory are plotted to depict the
576:
769:
678:
464:
1151:
1149:
1146:
207:
1150:
1148:
43:
797:
317:
1155:
The Ikeda map is composed by a rotation (by a radius-dependent angle), a rescaling, and a shift. This "stretch and fold" process gives rise to the strange attractor.
998:
964:
928:
894:
251:
343:
3711:
1030:
858:
833:
291:
271:
3541:
471:
293:
are parameters which indicate laser light applied from the outside, and linear phase across the resonator, respectively. In particular the parameter
687:
348:
The original Ikeda map is often used in another modified form in order to take the saturation effect of nonlinear dielectric medium into account:
580:
3421:
3181:
351:
1147:
3374:
108:
3321:
3654:
3696:
3384:
3889:
61:
3571:
3120:
Ikeda, K.; Daido, H.; Akimoto, O. (1980-09-01). "Optical
Turbulence: Chaotic Behavior of Transmitted Light from a Ring Cavity".
3067:
Ikeda, Kensuke (1979). "Multiple-valued stationary state and its instability of the transmitted light by a ring cavity system".
3389:
3379:
3644:
3736:
3509:
3649:
3716:
3174:
3764:
226:
medium) in a more general form. It is reduced to the above simplified "normal" form by Ikeda, Daido and
Akimoto
3468:
3413:
3629:
3394:
3301:
74:
3669:
3281:
3084:
3988:
3819:
3726:
3524:
3351:
3286:
3261:
3167:
3581:
253:
stands for the electric field inside the resonator at the n-th step of rotation in the resonator, and
3829:
3659:
3481:
3326:
3129:
3076:
812:
3089:
3789:
3746:
3731:
3576:
3529:
3514:
3499:
3399:
3331:
3306:
3291:
3276:
212:
3967:
3834:
3664:
3551:
3546:
3438:
3316:
3218:
1677:% hold on; plot(X(1,1), X(1,2), 'bo', 'markerfacecolor', 'g'); hold off
776:
3854:
3839:
3804:
3794:
3691:
3311:
3233:
3145:
3102:
800:
296:
3947:
3859:
3809:
3706:
3634:
3586:
3463:
3448:
3443:
3238:
3137:
3094:
99:
2130:
plot these many last points for 'limit' option. Will plot all points if set to zero
977:
943:
907:
873:
319:
is called dissipation parameter characterizing the loss of resonator, and in the limit of
229:
3879:
3774:
3701:
3534:
3346:
3336:
3869:
3814:
322:
3133:
3080:
3962:
3929:
3924:
3919:
3721:
3611:
3606:
3504:
3453:
3369:
3243:
2136:
plot the last few iterations of random starting points if True. Else Plot trajectories.
1015:
843:
818:
276:
256:
3982:
3957:
3914:
3904:
3899:
3799:
3779:
3639:
3561:
3458:
3266:
3098:
3909:
3874:
3784:
3741:
3596:
3591:
3190:
3556:
1036:
while the inset on the right shows a zoomed in view of the main trajectory plot.
3894:
3884:
3769:
3519:
3341:
3248:
103:
91:
3141:
1117:
3952:
3849:
3296:
1127:
1095:
1063:
223:
216:
3149:
3106:
1012:
The plots below show trajectories of 200 random points for various values of
3864:
3824:
3228:
3213:
1107:
1085:
1075:
1053:
1043:
1033:
837:
220:
1173:% 'limit' - plot the last few iterations of random starting points
3601:
3271:
3223:
1534:% Plot the last n points of the curve - to see end point or limit cycle
215:
as a model of light going around across a nonlinear optical resonator (
87:
971:
937:
901:
867:
3844:
2868:
Plot the last n points of the curve - to see end point or limit cycle
1170:% 'trajectory' - plot trajectory of random starting points
1143:
1126:
1116:
1106:
1094:
1084:
1074:
1062:
1052:
1042:
970:
936:
900:
866:
73:
3163:
3159:
1159:
The Octave/MATLAB code to generate these plots is given below:
815:
shows how the attractor of the system changes as the parameter
571:{\displaystyle x_{n+1}=1+u(x_{n}\cos t_{n}-y_{n}\sin t_{n}),\,}
18:
764:{\displaystyle t_{n}=0.4-{\frac {6}{1+x_{n}^{2}+y_{n}^{2}}}.}
78:
The trajectories of 2000 random points in an Ikeda map with
673:{\displaystyle y_{n+1}=u(x_{n}\sin t_{n}+y_{n}\cos t_{n}),}
2142:
display the name of the plot if the value is affirmative
1231:% plot these many last points for 'limit' option
459:{\displaystyle z_{n+1}=A+Bz_{n}e^{iK/(|z_{n}|^{2}+1)+C}}
39:
1032:. The inset plot on the left shows an estimate of the
1018:
980:
946:
910:
876:
846:
821:
779:
690:
583:
474:
354:
325:
299:
279:
259:
232:
111:
202:{\displaystyle z_{n+1}=A+Bz_{n}e^{i(|z_{n}|^{2}+C)}}
3938:
3755:
3682:
3620:
3490:
3477:
3429:
3360:
3204:
3197:
34:
may be too technical for most readers to understand
1024:
992:
958:
922:
888:
852:
827:
791:
763:
672:
570:
458:
337:
311:
285:
265:
245:
201:
3128:(9). American Physical Society (APS): 709–712.
840:. Note the bifurcation of attractor points as
3175:
2511:"""Calculate a full trajectory
8:
1384:% plot the trajectories of a bunch of points
3487:
3201:
3182:
3168:
3160:
2955:trajectory of an associated starting-point
2877:trajectory of an associated starting-point
345:the Ikeda map becomes a conservative map.
3088:
2883:number of "last" points to plot
1140:Octave/MATLAB code for point trajectories
1017:
979:
945:
909:
875:
845:
820:
778:
749:
744:
731:
726:
710:
695:
689:
658:
642:
629:
613:
588:
582:
567:
555:
539:
526:
510:
479:
473:
433:
428:
421:
412:
404:
397:
387:
359:
353:
324:
298:
278:
258:
237:
231:
182:
177:
170:
161:
154:
144:
116:
110:
62:Learn how and when to remove this message
46:, without removing the technical details.
2520:x, y - coordinates of the starting point
468:A 2D real example of the above form is:
3059:
211:The original map was proposed first by
44:make it understandable to non-experts
7:
3322:Measure-preserving dynamical system
1986:Python code for point trajectories
16:Concept in mathematics and physics
14:
3890:Oleksandr Mykolayovych Sharkovsky
3420:
3412:
23:
1689:% N is the number of iterations
3655:Rabinovich–Fabrikant equations
664:
606:
561:
503:
445:
429:
413:
409:
194:
178:
162:
158:
1:
3099:10.1016/0030-4018(79)90090-7
2523:N - the number of iterations
1267:% the random starting points
3390:Poincaré recurrence theorem
3075:(2). Elsevier BV: 257–261.
1686:% x,y is the starting point
1625:% Plot the whole trajectory
4005:
3385:Poincaré–Bendixson theorem
3142:10.1103/physrevlett.45.709
2517:u - is the ikeda parameter
1683:% u is the ikeda parameter
1201:% how many starting points
3737:Swinging Atwood's machine
3410:
3380:Krylov–Bogolyubov theorem
3257:
2946:Plot the whole trajectory
2118:number of starting points
1450:'Not implemented'
792:{\displaystyle u\geq 0.6}
3645:Lotka–Volterra equations
3469:Synchronization of chaos
3272:axiom A dynamical system
2457:compute_ikeda_trajectory
2259:compute_ikeda_trajectory
1989:
1698:compute_ikeda_trajectory
1330:compute_ikeda_trajectory
1161:
3630:Double scroll attractor
3395:Stable manifold theorem
3302:False nearest neighbors
3122:Physical Review Letters
1167:% option = what to plot
312:{\displaystyle B\leq 1}
3670:Van der Pol oscillator
3650:Mackey–Glass equations
3282:Box-counting dimension
1156:
1132:
1122:
1112:
1100:
1090:
1080:
1068:
1058:
1048:
1026:
1000:
994:
966:
960:
930:
924:
896:
890:
854:
829:
793:
765:
674:
572:
460:
339:
313:
287:
267:
247:
203:
83:
3820:Svetlana Jitomirskaya
3727:Multiscroll attractor
3572:Interval exchange map
3525:Dyadic transformation
3510:Complex quadratic map
3352:Topological conjugacy
3287:Correlation dimension
3262:Anosov diffeomorphism
3069:Optics Communications
2922:plot_ikeda_trajectory
2346:plot_ikeda_trajectory
1631:plot_ikeda_trajectory
1387:plot_ikeda_trajectory
1216:% how many iterations
1164:% u = ikeda parameter
1154:
1130:
1120:
1110:
1098:
1088:
1078:
1066:
1056:
1046:
1027:
995:
993:{\displaystyle u=0.9}
974:
961:
959:{\displaystyle u=0.7}
940:
925:
923:{\displaystyle u=0.5}
904:
891:
889:{\displaystyle u=0.3}
870:
855:
830:
794:
766:
675:
573:
461:
340:
314:
288:
268:
248:
246:{\displaystyle z_{n}}
204:
77:
3830:Edward Norton Lorenz
3000:"__main__"
2124:number of iterations
1381:'trajectory'
1016:
978:
944:
908:
874:
844:
819:
799:, this system has a
777:
688:
581:
472:
352:
323:
297:
277:
257:
230:
109:
3790:Mitchell Feigenbaum
3732:Population dynamics
3717:Hénon–Heiles system
3577:Irrational rotation
3530:Dynamical billiards
3515:Coupled map lattice
3375:Liouville's theorem
3307:Hausdorff dimension
3292:Conservative system
3277:Bifurcation diagram
3134:1980PhRvL..45..709I
3081:1979OptCo..30..257I
754:
736:
684:is a parameter and
338:{\displaystyle B=1}
98:is a discrete-time
3968:Santa Fe Institute
3835:Aleksandr Lyapunov
3665:Three-body problem
3552:Gingerbreadman map
3439:Bifurcation theory
3317:Lyapunov stability
2958:"""
2943:"""
2886:"""
2865:"""
2532:"""
2145:"""
2103:"""
1157:
1133:
1123:
1113:
1101:
1091:
1081:
1069:
1059:
1049:
1022:
1008:Point trajectories
1001:
990:
967:
956:
931:
920:
897:
886:
850:
825:
789:
761:
740:
722:
670:
568:
456:
335:
309:
283:
263:
243:
199:
84:
3976:
3975:
3840:Benoît Mandelbrot
3805:Martin Gutzwiller
3795:Peter Grassberger
3678:
3677:
3660:Rössler attractor
3408:
3407:
3312:Invariant measure
3234:Lyapunov exponent
2400:"Ikeda Map (
2001:matplotlib.pyplot
1152:
1137:
1136:
1025:{\displaystyle u}
1005:
1004:
853:{\displaystyle u}
828:{\displaystyle u}
801:chaotic attractor
756:
286:{\displaystyle C}
266:{\displaystyle A}
72:
71:
64:
3996:
3948:Butterfly effect
3860:Itamar Procaccia
3810:Brosl Hasslacher
3707:Elastic pendulum
3635:Duffing equation
3582:Kaplan–Yorke map
3500:Arnold's cat map
3488:
3464:Stability theory
3449:Dynamical system
3444:Control of chaos
3424:
3416:
3400:Takens's theorem
3332:Poincaré section
3202:
3184:
3177:
3170:
3161:
3154:
3153:
3117:
3111:
3110:
3092:
3064:
3049:
3046:
3043:
3040:
3037:
3034:
3031:
3028:
3025:
3022:
3019:
3016:
3013:
3010:
3007:
3004:
3001:
2998:
2995:
2992:
2989:
2986:
2983:
2980:
2977:
2974:
2971:
2968:
2965:
2962:
2959:
2956:
2953:
2950:
2947:
2944:
2941:
2938:
2935:
2932:
2929:
2926:
2923:
2920:
2917:
2914:
2911:
2908:
2905:
2902:
2899:
2896:
2893:
2890:
2887:
2884:
2881:
2878:
2875:
2872:
2869:
2866:
2863:
2860:
2857:
2854:
2851:
2848:
2845:
2842:
2839:
2836:
2833:
2830:
2827:
2824:
2821:
2818:
2815:
2812:
2809:
2806:
2803:
2800:
2797:
2794:
2791:
2788:
2785:
2782:
2779:
2776:
2773:
2770:
2767:
2764:
2761:
2758:
2755:
2752:
2749:
2746:
2743:
2740:
2737:
2734:
2731:
2728:
2725:
2722:
2719:
2716:
2713:
2710:
2707:
2704:
2701:
2698:
2695:
2692:
2689:
2686:
2683:
2680:
2677:
2674:
2671:
2668:
2665:
2662:
2659:
2656:
2653:
2650:
2647:
2644:
2641:
2638:
2635:
2632:
2629:
2626:
2623:
2620:
2617:
2614:
2611:
2608:
2605:
2602:
2599:
2596:
2593:
2590:
2587:
2584:
2581:
2578:
2575:
2572:
2569:
2566:
2563:
2560:
2557:
2554:
2551:
2548:
2545:
2542:
2539:
2536:
2533:
2530:
2527:
2524:
2521:
2518:
2515:
2512:
2509:
2506:
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