单向耦合半导体激光器之间的混沌同步研究

研究了单向耦合半导体激光器之间的混沌同步。通过计算两个单向耦合的半导体激光器模型的Lyapunov指数,确定了耦合强度的取值范围。进一步设计了耦合控制器,使响应系统的状态变量精确同步于驱动系统。仿真模拟结果表明,该方法可快速有效地实现半导体激光器的混沌同步。     

基于耦合混沌半导体激光器之间双向信号传输的研究

通过改变两个耦合混沌激光器反馈相位,实现了两激光器之间信号的双向同步传输。两个激光器之间的部分透光的平面镜可以诱导延时和混沌动力学。数值模拟考虑延迟的激光器速率方程,证明了两个激光器可以达到高质量同步。编解码的过程从信号改变两个激光器的反馈相位开始,检测两个激光器中混沌载波光功率的差,并与本地信号进行对比,最终恢复发送者传输的数字信息。根据恢复出来信号的眼图,可以看出该系统具有很高的传输质量。本方案中,窃听者即使可以得到传输信号的差值,也无法得知本地信号,因此,无法解调出发送者的信息,系统的安全传输性能得以保障。     

基于六波混频的双波长红外光信号研究

利用钛宝石激光脉冲在铷原子蒸汽中通过非线性光学混频产生两个不同波长的红外光脉冲信号。研究了铷原子数密度、泵浦激光强度以及光脉冲啁啾对两个红外光信号之间竞争特性的影响。结果表明,两个红外光信号主要产生于两个耦合的差频参量六波混频过程;信号的强度随铷原子数密度、泵浦激光强度和光脉冲啁啾发生变化;两个红外光信号间的竞争主要由两个参量六波混频过程的相位匹配决定,相位匹配与铷原子数密度相关度很强,而与泵浦激光强度和光脉冲啁啾相关度很弱。     

激光网络目标加密信号同步传输方法研究

针对激光网络目标加密信号同步传输效率较低、运算量过大的问题,提出了一种激光网络目标加密信号同步传输方法。结合同步过程会受相位及波频幅值因素影响,建立双阶同步模型,提取两个相同相位的线性调频信号,排列组合形成一组同步频域,计算一致性较强的同步权重因子。构建信号发送和接收模型,提取信号的带宽、频域及时延量等影响传输效率的参数,得到该参数调频处理的最优解。通过正常信号及混沌信号同步传输的周期特点,计算同步信号发送端到接收端之间误差时间变量,分析得出传输误差随周期变化的关系,完成加密信号的同步传输。实验结果表明,所提方法同步性能较好,具有极强的抗噪性,且结构简单运算量较低、传输效率较高。     

激光网络目标加密信号同步传输方法研究

针对激光网络目标加密信号同步传输效率较低、运算量过大的问题,提出了一种激光网络目标加密信号同步传输方法。结合同步过程会受相位及波频幅值因素影响,建立双阶同步模型,提取两个相同相位的线性调频信号,排列组合形成一组同步频域,计算一致性较强的同步权重因子。构建信号发送和接收模型,提取信号的带宽、频域及时延量等影响传输效率的参数,得到该参数调频处理的最优解。通过正常信号及混沌信号同步传输的周期特点,计算同步信号发送端到接收端之间误差时间变量,分析得出传输误差随周期变化的关系,完成加密信号的同步传输。实验结果表明,所提方法同步性能较好,具有极强的抗噪性,且结构简单运算量较低、传输效率较高。     

掺杂铌酸锂双相位共轭镜光学谐振腔的温度特性

用带导模型和耦合波方程在强泵浦条件下建立了能反映温度特性的光折变双相位共轭镜光学谐振腔的稳态强度公式,研究了这种光腔的温度特性.相位共轭镜的温度相对于输出光功率来说存在着一个最佳值,在此温度值下输出光功率最大.不同温度下两个相位共轭镜的最佳泵浦比不同.用Ce:LiNbO3单晶和He-Ne激光构成了光折变双相位共轭镜光学谐振腔.测得的实验值与理论值基本吻合.     

相位共轭信号在无中继传输系统中的性能研究

研究了相位共轭信号在长距离无中继传输系统中的抗非线性效应的性能。通过构建相应的仿真系统,对比分析了单偏振信号与相位共轭信号的性能差异。仿真结果表明,对于无中继传输系统,相位共轭信号的色散预补偿与有中继传输系统有所差别。在传输信号为32-GBaud的QPSK、传输距离为330km以及后向泵浦设置为0.8W的情况下,当前向泵浦为0.4,0.6以及0.8W时,相较于单偏振传输信号,相位共轭信号的BER性能均可提高2dB以上。此外,相对于单偏振信号,相位共轭信号的传输距离约提升10%。     

基于光学混频的双波长红外信号

采用宽带宽的光脉冲在铷原子蒸汽中产生两个红外波段双波长的光信号,观察到两个红外光信号间存在竞争。研究了泵浦激光强度、光脉冲啁啾和铷原子数密度对两个红外光信号特性的影响。结果表明,两个红外光信号产生于两个耦合的参量六波混频过程;信号的强度随泵浦激光强度、光脉冲啁啾和铷原子数密度发生变化,两个波长红外光信号间的竞争主要由与铷原子数密度相关的相位匹配条件所决定。     

基于光学混频的双波长红外信号（英文）

采用宽带宽的光脉冲在铷原子蒸汽中产生两个红外波段双波长的光信号,观察到两个红外光信号间存在竞争。研究了泵浦激光强度、光脉冲啁啾和铷原子数密度对两个红外光信号特性的影响。结果表明,两个红外光信号产生于两个耦合的参量六波混频过程;信号的强度随泵浦激光强度、光脉冲啁啾和铷原子数密度发生变化,两个波长红外光信号间的竞争主要由与铷原子数密度相关的相位匹配条件所决定。     

激光耦合同步及其在光纤混沌保密通信中的应用

本文建立了光纤混沌保密通信耦合同步系统模型,实现了外部光注入分布反馈半导体激光器激光混沌在长距离光纤传输中的耦合同步,证明了光纤的交叉相位调制是限制激光混沌在光纤传输中同步的主要原因,导出了这种传输的极限.该同步系统在长距离光纤混沌模拟和数字保密通信中的数值模拟表明,该系统确有较高的保密性能和反破译能力.光纤混沌保密通信是可以实现的.     

半导体激光器的混沌驱动同步

利用混沌驱动同步法研究了在电流调制下的半导体激光器的混沌同步。首先数值计算了系统最大Lyapunov指数随调制强度的变化情况,确定了激光器处于混沌态的参数区间。然后分别实现了同地激光器系统和异地激光器系统的混沌驱动同步。响应激光器间相关系数的数值计算表明,两种激光器系统均能达到很好的混沌同步。以三个响应激光器为例,将响应系统推广到多个激光器,并且实现了两种激光器系统的混沌同步。     

Generation of optical phase-conjugate waves and compensation forpulse shape distortion in a single-mode fiber

The generation of optical phase-conjugate waves and the application of optical phase conjugation (OPC) to optical communication systems is described. The method of pulse shape distortion compensation by OPC is outlined including distortion due to both fiber dispersion and the optical Kerr effect. The generation of a forward-going phase-conjugate wave in a third-order nonlinear medium is discussed and that by a nondegenerate forward four-wave mixing in a zero-dispersion single-mode fiber (SMF) is investigated. Suppressing the stimulated Brillouin scattering (SBS) of a pump wave in the fiber prevents saturation of the generation efficiency of the phase-conjugate wave even when the pump power exceeds the SBS threshold. In transmission experiments through a 200-km standard SMF with a 16-Gb/s intensity-modulated signal and a 5-Gb/s continuous-phase FSK (CPFSK) modulated signal, it is shown the applicability of OPC is modulation independent and that OPC effectively compensates for both chromatic dispersion and the optical Kerr effect     

Generalized synchronization in networks with a complicated topology of interelement couplings

A concept of generalized synchronization is proposed. The concept is valid for both two unidirectionally or mutually coupled chaotic oscillators and networks with a complicated topology of interelement couplings and chaotic systems at the nodes. It is shown that the threshold of generalized synchronization formation in systems with 1.5 degrees of freedom can be diagnosed from the instant when the second (positive) Lyapunov exponent enters the domain of negative values. The results obtained are confirmed with the help of the nearest neighbor method. Physical mechanisms of generalized synchronization formation in such systems are revealed.     

条件Lyapunov指数和时间τ-条件Lyapunov指数的研究

本文研究条件Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数与τ指数的定义、求解技术及其应用。两种指数从不同角度对系统本质特性进行刻划,条件Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数在混沌同步中有重要应用,近来它还衩用来进行相空间重构问题的研究。时间τ－条件Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数是一类利用状态变量的离散采样作驱动信号的脉冲方式的重要定量指标。本文提出一种简便的求解技术,在Ｗｏｌｆ求解Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数谱程序的基础上,稍加改动即可使其适用于Ｌｙａｐ     

噪声引导混沌同步的同步时间分析

以Logistic映射为物理模型,计算了噪声混沌系统的Lyapunov指数谱,并利用其分析了噪卢分布区间与同步时间的关系．发现同步时间与噪声分布区间内的平均Lyapunov指数直接相关．若陔区间的平均Lyapunov指数越小,则同步时间越短。最后,提出了一种基于统计分析的时间阈值估算方法．并用该方法估算了Logistic系统在不同同步精度下的时间阈值。     

声光双稳态系统周期驱动混沌保密通信

通过对声光双稳态系统进行周期驱动，调节驱动强度可使系统从周期态转变为混沌态。本文提出利用此混沌系统进行保密通信，我们先在系统处于周期态时使接收和发送端的两个声光双稳态系统同步，再改变驱动信号强度，使两系统同时进入混沌态，从而使得两个混沌系统具有相同的初始条件和参数，即得到两个同步混沌相同，在混沌同步的基础上实现混沌保密通信。     

一类四维超混沌系统的同步研究

采用误差变量的线性组合对一类四维动态超混沌系统进行单向反馈控制，解析地证明了实现同步的可能性，从Lyapunov理论角度分析了对于四维动态系统采用单变量单向耦合的可行性，求出同步所需控制器要满足的条件。当驱动系统参数做周期变化时，用文中的控制器实现了两个超混沌系统很好同步。     

一类3涡卷混沌吸引子产生与同步的研究

提出利用符号函数产生3涡卷混沌吸引子的方法,进行基本的混沌动力学分析,给出最大李雅普诺夫指数、功率谱、庞加莱映射,并基于李雅普诺夫稳定性理论,研究了两个3涡卷混沌吸引子的单向耦合同步的问题,给出3涡卷混沌吸引子产生及其同步的数值模拟结果.     

双环掺铒光纤激光器混沌相移控制方法研究

提出双环单模掺铒光纤激光器激光混沌相移控制方法以及物理模型，数值计算出该激光器的最大李亚谱诺夫(lyapunov)指数，分析了光耦合器耦合系数对激光由分岔进入混沌的动力学行为的影响。说明了相移控制器是通过控制电光相位调制器外调制电压来控制相移，从而实现控制激光光场相位以控制偏振耦合效应，最终实现了控制激光混沌动力学行为；单相移混沌控制方法能实时、动态、有效地控制激光混沌到稳定态和周期态；双相移混沌控制方法则可以灵活改变两个相移控制器的相位，也能实时、动态、有效地控制激光混沌到稳定态和周期态，并能进一步产生多种丰富的激光动力学行为现象。