单环掺铒光纤激光器光延迟反馈的混沌控制

为了找到更加简单稳定激光系统的混沌化方法,采用光延迟反馈方法对单环掺铒光纤激光器特性进行了数值仿真,得到了各种周期现象而且产生了混沌现象。结果表明,利用单模单环掺铒光纤激光器,在附加光延迟反馈环路的方法下可以实现混沌控制。这一结果对应用于保密通信的混沌化简化具有重要意义。     

光纤中的色散和非线性效应对混沌同步的影响

基于描述光反馈半导体激光器的动力学以及信号在光纤信道中传输的理论,研究了光纤中色散和非线性效应对混沌信号传输以及发射和接收激光器的混沌同步特性的影响,目的是为远程光纤混沌保密通信提供理论指导。数值模拟结果表明:光纤非线性效应只影响信号的位相,不会影响混沌信号的强度;光纤色散将使混沌信号发生严重变形,影响混沌系统的同步性能:通过在接收器的前端放置放大器以补偿光纤的损耗,信号经过200km的色散位移光纤传输后,发射和接收激光器输出混沌信号的关联系数仍可达到0.99,即系统可达到很好的同步性能。     

泵浦调制光纤激光器中混沌产生和同步的研究

分析了泵浦调制掺铒光纤环形激光器中混沌产生以及同步的理论模型。构建了双环掺铒光纤环形激光器的实验系统。通过调节泵浦功率、调制频率和可调谐滤波器，可以产生不同波长的混沌信号，并实现混沌的同步。     

掺铒光纤激光器理论与实验研究

掺杂光纤激光器是一种新型的激光器和有源光学器件。本文对掺铒光纤激光器进行了理论和实验研究。对实验结果进行了分析，指出了完善实验的各种方案，为以后使光纤激光器实用化提供了依据。     

混沌控制双环掺铒光纤激光器的不稳定性输出

研究了双环掺铒光纤激光器的混沌控制问题,采用线性反馈控制对双环掺铒光纤激光器混沌系统进行了稳定控制,得到了双环掺铒光纤激光器具有稳定输出的充要条件.通过控制使双环掺铒光纤激光器不再有超混沌现象,并使双环掺铒光纤激光器系统具有任意所希望的稳定输出.     

非保偏光纤环形激光器输出激光偏振状态分析

利用琼斯矩阵理论，建立了非保偏光纤光栅环形激光器偏振特性的简化分析模型。通过实验验证，利用此模型的分析结果与实验结果是一致的。分析表明，采用非保偏光纤制成的激光器,能够得到较稳的功率输出，但偏振态紊乱；而简单地加入起偏器会使激光器的输出功率稳定性发生恶化，而且偏振特性也得不到改善。而要利用非保偏光纤实现单偏振输出，必须对激光器采取特殊的偏振控制措施。     

自组织反馈光纤环形激光器相位调制产生强度混沌的实验研究

报道了自组织反馈光纤环形激光器中施加相位调制后产生的强度混沌现象。对自组织反馈光纤环形激光器进行稍大于阈值的泵浦,通过压电陶瓷引入相位调制;保持泵浦功率及调制电压不变,改变调制频率,得出光强随不同调制频率变化的分岔图,观察到某些特定频率区域内激光器输出进入类似混沌的状态。针对类似混沌的光强输出序列进行非线性时间序列分析,通过功率谱计算、相空间重构、关联积分计算等方法得到了多段调制频率区间内光强序列具有混沌特征的证据。初步分析产生混沌的机理得出:特定条件下施加的相位调制等同于损耗调制。     

Er-Yb共掺光纤光栅光纤激光器

提出了一种用两个完全相同的光纤光栅作谐振腔的Er-Yb共掺光纤激光器,并对其输出与温度特性进行实验研究,给出了Er-Yb共掺光纤的自发辐射谱及光纤光栅的透射谱,讨论了光纤光栅工作温度对激光器输出中心波长的影响.实验结果表明激光器的温度稳定性较好.     

膜片封装下光纤激光水听器的低频动态响应

为了探究膜片封装光纤激光水听器中光纤激光器产生弯曲振动的机理,首先基于梁的横向振动理论建立了光纤激光器弯曲振动模型,之后根据实际的封装结构进行了有限元仿真,分析了光纤激光器的固有频率与光纤激光水听器频响之间的定量关系,最后批量封装了光纤激光水听器,进行实验验证。仿真及实验结果表明:光纤激光器两端采用一体化硬固定方式易使光纤激光器发生弯曲振动;当光纤激光器的一阶固有频率落在工作频段内时,在谐振峰附近,光纤激光器的中心波长发生非均匀漂移,此时在远离谐振峰的频段内,水听器频响的平均值约为-135 d B,谐振峰值约为-125 d B。本研究为光纤激光水听器封装工艺的后续改进提供了参考。     

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.     

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.     

混沌信号在色散光纤传输过程中的演化

研究了色散光纤混沌传输理论及混沌信号与色散光纤相互作用的物理机制;通过耦合激光混沌系统和色散光纤传输信道,提出了色散光纤混沌信号传输演化物理模型;提出混沌信号在色散光纤传输中的非线性演化频率啁啾和公式;着重分析光纤色散对激光混沌信号传输与演化的作用,色散能够展宽混沌信号脉冲,但不影响混沌信号的形状;色散能够改变混沌信号每个频谱分量相位,但不影响混沌信号频谱形状;色散能够改变混沌信号光场慢变场分量的变化,但不改变混沌信号包络时变特性,也不影响混沌信号脉冲的功率分布和场强分布;色散能够改变混沌吸引子在相空间整体旋转角度并使其旋转角度随光纤传输长度而发生改变,但不改变混沌吸引子在相空间中的内部结构.最后数值模拟了混沌信号在光纤传输过程中的相位、场慢变部分分量以及混沌吸引子等演化形式等.     

Study on the chaotic dynamics of the mode-locked fiber ring laser

In this paper, we study the chaotic dynamics of the mode-locked fiber laser by numerical simulation. The structures of the passively mode-locked fiber laser and the actively mode-locked fiber laser are studied by modeling and analysis. By appropriately adjusting the small signal gain of the optical fiber amplifier, we observe the period-doubling bifurcations and route to chaos in the passively mode-locked fiber laser based on nonlinear polarization rotation effect. Chaos in the actively mode-locked erbium-doped fiber laser is obtained by adjusting the elliptic modulus parameter of the active modulator and the intra-cavity length. Simulation results have theoretical significance for the practical application of chaotic soliton communication.     

外注入激光同步方程和在保密通信中的应用

本文建立了外部光注入半导体激光器的同步系统误差方程,实现了外部光注入波长1.31μm分布反馈激光器的两个激光混沌系统的同步,其同步误差几乎为零.成功数值模拟了该同步系统在长距离光纤传输中的同步,其同步误差随着传输距离而增加,光纤的自相位调制是限制激光混沌在光纤传输中同步的主要原因,分析了这种传输的极限,讨论了在不同传输距离上的强度噪声和相位噪声对同步误差的影响.在长距离光纤模拟和数字保密通信中应用的数值模拟表明,无论是在时域还是在频域,信息在混沌中都难以分离,确具有很高的保密性能和反破译能力.     

纤激光器延时反馈的动态特性与复杂度研究

基于双环掺Er3+光纤激光器,提出一种输出变量延时自反馈混沌控制的模型.通过加入可变光延时器和光耦合器控制光纤激光器的输出状态,系统输出信号经历了周期态、多周期态和混沌态.利用排列熵箅法,研究光纤激光器输出信号复杂度随反馈延时时间的变化趋势.与分岔图相比较后发现,系统复杂度的变化更能准确地检测系统的动态行为,而且能区分...     

激光混沌外部调制包络隐藏及相位隐藏编码方法及其在光纤保密通信中的应用研究

该文研究光纤混沌包络隐藏与光纤相位隐藏保密通信理论模型,分析包络隐藏调制解调特性,导出解码公式;分析光纤自相位调制和光功率以及光放大器个数对系统的影响,提出接入相位控制器以减小非线性相移对同步解调负面影响的设想。数值模拟了调制速率0.2Gbit/s的混沌包络隐藏编码以及调制速率0.05Gbit/s的混沌相位隐藏编码及其在波长1.55m远程光纤数字保密通信中的应用,表明系统确具有较高的保密性能。     

Modeling and Optimization of Double-Clad Fiber Amplifiers Using Chaotic Propagation of the Pump

A complete theoretical study of double-clad fiber amplifiers is proposed. The notion of chaotic propagation is taken into account in order to improve the pumping process. In addition, a space–time algorithm is used to optimize the distribution of rare-earth dopant in the double-clad fiber. Finally, computed gain curves versus wavelength show attractive results for wavelength multiplexing applications.     

多变量耦合实现双环掺铒光纤激光器混沌同步

根据双环掺铒光纤激光器的理论模型,提出多变量单向耦合法实现混沌同步,对主从系统模型进行数学推导,研究不同参数条件下双环掺铒光纤激光器的混沌同步,得到实现混沌同步的条件,并在Simulink平台下动态仿真。结果表明,衰减系数不同的两个双环掺铒光纤激光器,主激光器通过定向耦合器驱动从激光器,主从系统可以实现精确混沌同步,且随着反馈强度的增大,实现系统混沌同步的时间越短,反馈强度的取值范围由衰减系数和耦合系数确定;选取不同的系统初值,主从系统可实现混沌同步,系统初值对达到混沌同步时间的影响可忽略不计;在主从系统中引入随机高斯噪声,主从系统仍可实现较好的混沌同步。