延时光电反馈法实现半导体激光器的混沌控制

采用延时光电反馈法实现了半导体激光器的混沌控制.首先通过数值计算激光器的动力学方程,绘制了系统的最大李雅普诺大(Lyapunov)指数随注入电流调制强度的变化曲线,确定了激光器处于混沌态的参数区间[0.51,0.60].然后利用延时光电反馈方案实现了激光器的混沌控制.数值模拟表明,这种方案能够实现两类不同的混沌控制.第一,能将系统由混沌态控制到其固有的周期态,这类控制不改变系统原有的动力学行为;实现稳定控制以后,控制信号可以趋近于零,激光器的周期输出不需要控制信号来维持;第二,能将系统南混沌态控制到新的周期态,这类控制改变系统原有的动力学行为;实现稳定控制以后,控制信号不可以趋近于零,激光器的周期输出需要控制信号来维持.     

光电振荡器的相位噪声特性

与传统的微波振荡器相比,光电振荡器利用光纤储能,能够产生低相位噪声的微波信号.论述了光电振荡器的特点、基本结构和工作原理,推导了相位噪声的表达式,对其特性进行了理论研究,并构建了光电振荡器的实验.理论分析表明,光纤延时、激光器的相对强度噪声以及微波放大器的噪声系数会影响光电振荡器的相位噪声,为减小相位噪声提供了理论依据.实验测量了3种光纤延时下的相位噪声,并与理论分析的结果进行了对比,证明了理论分析的正确性.     

三级Colpitts微波混沌振荡器的仿真研究

提出一种具有3级结构的微波Colpitts混沌振荡器,这种新的结构通过增加共基极组态的三极管抑制了电路中三极管寄生电容的负面影响,以提高微波Colpitts混沌振荡器的基本振荡频率和频带宽度。借助Matlab和HSPICE软件对新结构的理想非线性动力学模型和电路进行了时域和频域分析。选用截止频率为9 GHz的三极管时,模型的电路仿真结果表明,新结构的基本振荡频率可达到4.9 GHz;信号的频谱分布更为均匀平坦,10 dB带宽可以达到4.9 GHz。     

耦合半导体激光器的多调制延时混沌同步

为了研究多调制延时混沌系统的动力学,用数值计算法研究了非相干光反馈与非相干光注入半导体激光器的多常数延时与多调制延时混沌同步,由于该系统是基于非相干注入的,所以不需要接收激光器与发送激光器频率完全匹配。另外,研究了非相干光反馈半导体激光器输出自相关函数。结果表明,多常数延时和多调制延时两种情况下都能获得高质量的同步,但在多调制延时系统中自相关函数的延时标识可以被隐藏,这一特性大大提高了系统的安全性,非常适用于混沌保密通信系统。     

光电混沌同步在高速光保密通信中的应用

对光电双延时反馈混沌系统在高速光保密通信中的应用做了仿真实验研究.建立了光电双延时反馈混沌同步的理论模型,利用Optisystem光通信系统仿真软件搭建了相应的仿真实验系统.分析了混沌同步通信系统的同步性能,当主从光电混沌系统参数相同时,同步误差为仅为0.0096,相关系数达到0.97,通信速率为5Gb/s时的系统误码率为5.51e-006.     

光电振荡器的原理及其实验研究

光电振荡器应用了光电混合的技术手段,通过光纤储能和延迟的方法可实现频率精度、稳定度、相位噪声都显著优于常规微波介质振荡器的一种新型振荡源.简要介绍了光电振荡器的基本原理和研究现状,并应用内调制激光器和长光纤环结构进行了实验研究,得到了相位噪声优于-112 dBc/Hz@10 kHz、线宽＜1 Hz的高性能微波信号输出.     

信号调制延时光反馈混沌系统的多路复用通信

为了研究信号调制延时的光反馈与光注入半导体激光器激光混沌系统的多路复用通信,采用数值仿真的方法,通过支路用户信号对相应支路延时进行调制实现对信号的编码,然后利用混沌同步和互相关检测进行解码,成功实现了3个用户1Gbit/s信号的复用与解复用,分析了有效解码的条件及产生误码的主要原因。这一结果对于探讨用户数量更多、传输速率更快的混沌复用通信是有帮助的。     

Logistic映射及其混沌特性研究

研究了Logistic映射的时间序列、功率谱、相图和分岔图所表现出来的特性．Logistic映射的分岔图可以从全局上反映Logistic映射的混沌特性,给出了Logistic映射的费根鲍姆(Feigenbaum)常数数值,说明了对该常数研究的意义．     

单环掺铒光纤激光器的延时反馈-注入混沌同步

利用延时反馈-注入法研究了具有泵浦光强调制的单环掺饵光纤激光器的混沌同步.数值模拟表明,在合适的反馈和注入条件下,两个单环掺铒光纤激光器能够达到混沌同步.即使存在一定的高斯噪声影响,两个激光器仍然能够达到较好的同步.在此基础上,进一步研究了掺铒光纤激光器中参数不匹配情况对混沌同步的影响.     

基于Hopf分岔的周期激励van der Pol-Duffing振荡器出现混沌的解析预测

周期激励ｖａｎｄｅｒＰｏｌ－Ｄｕｆｉｎｇ振荡器是能够呈现混沌行为的简单二阶非自治动态系统之一。本文利用谐波平衡技术和分岔理论获得了振荡器近似基谐波幅度发Ｈｏｐｆ分岔的曲线；探讨了Ｈｏｐｆ分岔与混沌出现的关系，首次剖析了ｖａｎｄｅｒＰｏｌ－Ｄｕｆｉｎｇ振荡器的Ｈｏｐｆ分岔结果是拟周期解，且拟周期解的崩溃出现混沌；数值摸拟计算出了ｖａｎｄｅｒＰｏｌ－Ｄｕｆｉｎｇ振荡器的混沌参数区域，结果表Ｈｏｐｆ分岔比Ｍｅｌｎｉｋｏｖ方法有更高的预测精度，可有效地用于预测混沌可能出现的参数区域。     

基于光电混合反馈控制的光电振荡器稳频研究

光电振荡器具有输出信号相位噪声低、频率可调的优点,已成为军民应用领域的研究热点。然而,目前光电振荡器存在输出信号频率不稳定的核心问题,这限制了其在工程中的应用和推广。基于此,文章研究了光电振荡器频率漂移机理,提出了一种基于光电混合反馈控制的光电振荡器频率稳定方法,该方法在保证光电振荡器低相噪的情况下可同时实现光电振荡器特定振荡频率的稳定输出。实验测试得到光电振荡器的稳定度达到了5.6×10-12/天,这可以满足工程中对频率稳定的应用需求。     

降低光电振荡器相位噪声的方法研究

随着光电振荡器(OEO)技术的飞速发展,改善光电振荡器的相位噪声成为了一个新的研究和发展方向。文章在对光电振荡器的工作原理和特性进行阐述和分析的基础上,对降低光电振荡器相位噪声的技术手段和方案进行了总结,分析了各种方案的基本原理及性能指标。讨论了制约光电振荡器进一步降低相位噪声的因素,提出了可能的发展方向和改进措施。     

反馈型光电混合振荡器环内非线性现象的研究

对反馈型光电混合振荡器建立了一种新的理论解 析模型,不仅可以准确描述振荡器的功率 与相噪特性,而且能够实现与Yao′s的经典近似线性模型兼容,清晰地体现非线性对增益进 行压缩的物理机理。采用近似线性分析方法,综合考虑了光电调制器与微波放 大器的非线性,建立了适用范围 更广、精确度更高的理论解析模型,进而分析了微波放大器的非线性对振荡信 号强度与相位噪声的影响。实验结果 表明,本文模型均能实现对振荡信号的功率与相噪进行 准确描述。此外,还分析了微波放大器有色噪声通过非线性 实现上转换的物理现象,提出了 “在光电振荡器(OEO)设计中让电光调制器非线性对环路增益进行压缩、保证微波放大器工 作在线性区域是一种降低振荡信号近载频相噪的有效方式”的工程方法。     

简并光学参量振荡器的同步研究

通过计算简并光学参量振荡器系统的李雅普诺夫指数,证明了该系统存在混沌和超混沌吸引子,即简并光学参量振荡器是混沌系统,并得到了系统处于混沌状态时的参数取值范围.进一步,利用反馈技术实现了简并光学参量振荡器的混沌同步和周期同步,给出了反馈控制的具体形式并进行了仿真计算,理论结果与数值仿真结果一致.     

光电外反馈与互注入混沌保密系统研究

基于光电外反馈与互注入技术的混沌同步方法,所传同步信息较少,被截取后获得的脉冲信号恢复出混沌系统的难度极大,有效提高了保密通信的安全性.在分析光电外反馈与互注入混沌系统原理的基础上,设计了系统模型并进行了系统的仿真实验与分析.仿真结果表明,该系统具有较高的安全性和时效性.     

基于串联耦合双循环延时线的可重构光电振荡器

针对光电振荡器(OEO)系统,设计了一种可实现滤波功能的串联耦合双循环延时线(SCDRDLs),并与放大自发辐射(ASE)宽带激光源、Mach-Zehnder调制器(MZM)、偏振分束器(PBS)相结合形成微波光子滤波器(MPF)。利用结构中ASE宽带激光源相干时间小于SC-DRDLs固有延时的特性,实现MPF的非相干性。同时SC-DRDLs的双循环延时线级联特性,决定系统具有大的自由频谱范围,再结合其双输出端口与PBS形成的双环结构,完成系统的高边摸抑制性能。理论分析和实验结果表明,本文系统能产生高频谱纯度、长期稳定性和低相位噪声的微波信号;通过改变SC-DRDLs的环长,可对MPF进行重构,进而调谐振荡频率。     

星上光电振荡器的微波信号产生与转发研究

为了降低星上通信系统的质量和体积、增强系统的温度稳定性和抗电磁干扰能力,采用了一个新方法,将光电振荡器用作星上微波本振源,产生微波信号,利用光纤转发,将微波信号的产生、分配、传输与变频处理融为一个系统,并进行了理论分析和实验验证。结果表明,基于光电振荡器产生了11.5GHz的微波本振信号,通过光纤进行多路转发,其中第1路信号频率与本振源相同,相位噪声为-100.5dBc/Hz@10kHz,第2路信号频率为本振信号的2倍,相位噪声为-86.6dBc/Hz@10kHz。与传统电学方法相比,该方法有显著成效,可提高转发效率,减小系统体积和重量,增强系统抗干扰性和温度稳定性,提高系统的带宽和微波信号质量、降低卫星通信成本。