基于单环掺铒光纤激光器系统的混沌保密通信

提出了带有光延迟反馈回路的单环掺铒光纤激光器系统,并对其动力学特性进行了分析.在传输信息幅度较小时,利用信息掩盖技术在掺铒光纤激光器系统中实现了混沌的保密通信,即使系统的参数在一定范围内存在失配时,混沌同步也可以维持得非常好.     

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。     

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。     

双环掺铒光纤激光器混沌的耦合反馈相移控制

提出了双环掺铒光纤激光器混沌耦合反馈相移控制方法和物理模型,利用耦合器将系统的输出量反馈到系统中,选取适当的反馈系数,并在反馈通道上加入相移控制器PC控制反馈光的相移,通过对反馈系数和反馈光相移的控制可以实时、动态、有效地控制激光混沌到稳定态和周期态;结合混沌耦合反馈相移控制方法和物理模型,建立了该控制模型的动力学方程;运用数值计算分析了系统输出状态随着控制参数变化的演化规律,表明控制参数反馈系数和反馈光相移的变化可以使系统的输出产生丰富的具有一定规律性的激光动力学现象;最后讨论了混沌被控制到单周期态时系统输出的振荡周期的变化规律与控制量的关系,在选取适当的控制参数,快速达到所需输出状态时,可以充分利用这一关系。     

光纤混沌双向保密通信系统研究

本文提出光纤混沌双向保密通信设想,通过耦合光注入半导体激光器激光混沌全光耦合反馈同步系统和光纤传输信道,建立了光纤混沌双向通信系统模型,数值实现了该系统在长距离光纤传输中的同步,详细地分析了系统同步时间随光纤传输长度的关系.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,导出了系统传输的非线性相移.数值模拟了具有正弦调制信号的调制频率0.5GHz混沌模拟通信和数字信号调制速率0.4Gbit/s以及20Gbit/s的混沌数字通信以及调制速率0.05Gbit/s 混沌键控通信的应用,计算出光纤混沌数字通信速率和同步误差等关系,还特别分析了系统解码特性和调制带宽,表明系统具有非常好的保密性能和具有高速率通信的能力.光纤混沌双向保密通信是可以实现的.     

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。     

延时反馈双环掺铒光纤激光器互注入系统中的混沌同步研究

分析了延时反馈双环掺铒光纤(EDF)激光器互注入 系统的动态特性,并引入一种量化时间序列复杂度的评 价方法——排列熵(PE,permutation entropy),对激光器输出状 态和混沌同步质量与复杂度的关系进行讨论。研究表明,通过调节反馈 延迟时间和反馈强度可控制系统的输出状态,使系统输出为周期态和混沌态,而且利用PE熵计算激光器 输出信号的复杂度相对于分岔图同样能直观准确的反映出系统动态行为;在激光器独立工作 情况下,输出 信号的混沌区域内夹杂有较多的周期态,而在互注入情况下,混沌区域增宽且较为平坦,同 时输出信号复 杂度的PE值较高,互注入系统有利于参数选择的范围和提高混沌通信系统的安全性;提 高注入强度可 得到高质量的混沌同步,两个激光器在同步和不同步时输出信号的复杂度是 不同的,可见 研究激光器输出信号的复杂度可成为分析混沌同步质量的一种参考。     

FP腔掺铒光纤激光器输出特性的解析表示

通过求解掺铒光纤的稳态传输方程，对FP腔掺铒光纤激光器的输出特性进行了分析，获得了用掺饵光纤材料参数和激光器谐振腔结构参数表示的激光器输出光功率、阈值泵浦功率和科率效率的解析表达式。就泵浦光残余反射率对激光器性能的影响进行了分析。     

双包层掺铒光纤激光器的数值模拟与实验

对双包层掺铒光纤激光器进行理论上的数值模拟和实验研究.根据数值模拟计算,选择2.5m双包层掺铒光纤,利用包层抽运技术,采用大功率半导体激光器作为抽运源,在入纤抽运功率为4.5W时,获得功率670mW的1.56μm激光输出.     

基于氧化石墨烯被动锁模的窄线宽皮秒脉冲掺铒光纤激光器

报道了用氧化石墨烯作为可饱和吸收体的全光纤结构皮秒脉冲掺铒光纤激光器。该激光器的线形谐振腔由窄带的光纤布拉格光栅和氧化石墨烯可饱和吸收镜构成。当抽运功率为22mW时,实现了稳定的重复频率为5.82MHz的锁模激光脉冲输出,脉宽为87ps,光谱中心波长为1549.3nm,3dB谱宽为0.06nm,信噪比为66dB。     

Likelihood-Based Demodulation in Multi-User Chaos Shift Keying Communication

This paper deals with the theory of multi-user chaos shift keying communication systems in the coherent case and in particular with bit error performance under near optimal demodulation. The new approximated likelihood and near optimal demodulator is based on the statistical likelihood of the received signal and is a theoretical generalization of the conventional correlation demodulator involving autocorrelations of the spreading. Near optimal theoretical results beginning from an exact analysis are derived for the bit error rate of a typical user; there is emphasis on their structure in regard to separating the effects of channel noise and interference from other users, and in comparison with single-user results. The new demodulator is shown under particular assumptions to be a form of rake demodulator in the sense that it involves autocorrelation-like terms at various lags. The results are illustrated by theoretical calculations and numerical simulations which point out the enhanced performance of the near optimal demodulator relative to the correlation demodulator.     

基于Hi-Bi FLM的离散式L带可调谐掺铒光纤激光器

研究了利用高双折射光纤环形镜（HiBiFLM）结合L带可调谐的波长选择薄膜滤波器,以掺Er^3＋光纤为增益介质,以0．8nm波长间隔计,可获得L波段41个离散可调谐波长的可调谐输出,各信道波长输出功率变化的最大幅度小于3．1dB,光信噪比（OSNR）优于32dB。     

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。     

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.     

Design and Compact Modeling of Saturated Erbium-Doped Fiber Amplifiers with Nonconfined Doping

We present a theoretical and experimental study of erbium-doped fiber amplifiers in saturated operation, examining designs in which erbium doping is distributed throughout the core. We show the penalty due to reduced inversion near the core boundary is negligible, while the reduced amplifier length can improve performance. We examine the accuracy of compact models for such nonconfined doping and show that a widely-used compact model exhibits substantial errors, while the Giles–Desurvire (G-D) model (1991, IEEE J. Lightwave Technol.9, 271) is accurate, despite having been derived for confined erbium doping. Furthermore, we simplify the G-D model by eliminating the saturation parameters and argue that this can improve accuracy. Finally, we experimentally validate the simplified G-D model for a moderately confined fiber, comparing amplifier measurements with predictions based on measured fiber parameters; measured and modeled gain and noise figure are in excellent agreement, in the absence of adjustable parameters.     

光子晶体光纤光栅及其在激光器中的应用

对近年来国内外光子晶体光纤(PCF)光栅和PCF光栅激光器的研究现状按发展进程进行综述。概要叙述PCF光栅成栅理论与工艺的研究进展;重点阐述窄线宽单频光纤光栅激光器的研究现状,特别介绍近年来PCF光栅激光器的研究成果。     

被动锁模光纤激光器的自启动机理的理论研究

本文在考虑光纤激光器的偏振引起的交叉相位调制的情况下研究了光纤激光器的被动锁模的自启动机理，建立了以激光场耦合方程为基础的光纤激光器工作的理论模型，并就该激光器连续工作时的不稳定性作了详细分析。结果表明，被动锁模的自启动可由光纤激光器连续工作的不稳定性产生。