半导体激光器混沌方式研究

激光混沌保密通信是近年来新兴的一个领域,它通常利用半导体激光器产生混沌,再将传输信号隐藏于混沌信号中,从而达到保密通信的目的。由于每个学者方式取向不同从而衍生出多种产生混沌的方式,本文参考大量文献,综合各种常用方式,将产生混沌的方式进行系统分类。首先分为反馈混沌和注入混沌;其中把反馈型混沌按反馈物质的不同又分为光反馈混沌和光电反馈混沌,而光反馈又有两种类型:反馈相干光和反馈非相干光,最近,更有学者在此基础上提出了双光反馈;然后分别阐述各种混沌类型的系统模型、理论模型及优缺点,将这个新兴领域的理论系统化、完整化。     

激光器中的混沌态

用于数据传输和编码的激光频率调制或振幅调制是目前研究的热门课题。为此采用的方法之一是在CO2激光腔中放入一根多晶棒,外加电压，使多晶棒产生机械形变，这种形变引起激光器的光学特性变化。对于弱调制，激光束强度随调制信号发生线性变化；增大调制信号时，情况就不同。调制信号为次谐波时，由于发生混沌,激光发射的强度为零。     

混沌激光器输出的控制

混沌激光器输出的控制长期以来，激光强度的不规则波动一直困扰着各类固体激光器的运用。现在，固体激光器的稳定性和性能已显著改善，应归功于为避免上述随机性在设计和材料方面的一系列工程改进。设计和材料改进并非避免激光强度波动的唯一方法。研究人员正开始探索利用...     

半导体激光器混沌通信研究进展

信息安全越来越受人们的重视,混沌光通信技术可以在物理层对光信号进行加密,因此成为了光纤通信的研究热点。简要介绍了混沌光通信的基本原理和关键技术,对近年来基于半导体激光器的混沌光通信研究所取得的进展进行了总结,并结合研究现状讨论了其未来发展方向。     

互注入半导体激光器混沌特性的研究

为了研究互注入半导体激光器产生的混沌带宽及复杂程度,采用互注入半导体激光器速率方程进行了理论圹分析.结果表明,随着注入系数的增加,混沌的带宽变大,混沌复杂程度变高;偏置电流越大,混沌的带宽越大,时间序列标准差越大,混沌越复杂.这为实现更为复杂的高带宽混沌提供了理论指导.     

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。     

环型激光器光学双稳态中的混沌

本文从Ｍａｘｗｅｌｌ－Ｂｌｏｃｈ方程出发，分均匀加宽二能级原子系统环形激光器中的吸收光学双稳态，计算了出现不稳定性区域，并通过数值计算给出了混沌过程和吸引子。     

光纤激光器的混沌现象分析

利用混沌理论对光纤激光器的稳定性进行了分析 ,由此得到了避免出现混沌现象的条件 ,为提高光纤激光器的稳定性提供了理论指导。在实验中观察到阵发混沌现象的发生 ,并用理论分析得出的结论对光纤激光器进行调整 ,最终避免了混沌现象的发生。     

半导体激光器混沌双向保密通信系统理论研究

提出外部光注入半导体激光器激光混沌全光耦合-反馈同步系统，进行激光器系统稳定性动力学分析并计算出最大Lyapunov指数，导出系统的同步误差扰动方程以及系统有混沌隐藏编码时的同步误差公式和解调公式，数值证明并模拟实现了系统的混沌同步，分析同步瞬态响应和噪声影响，该系统具有较强的抗干扰能力。模拟具有正弦调制信号的调制频率0．2GHz混沌模拟通信和数字信号调制速率0．2Gb／s的混沌数字通信以及调制速率0．05Gb／s混沌键控通信的应用，特别分析了系统解码特性和调制带宽，系统无论是在时域还是在频域，都具有非常好的保密性，该系统可以作为混沌双向保密通信使用。研究表明系统准许在一定范围内可以有参数失配，系统的实际应用是有可能的。     

混沌A／D变换器研究

本文提出了用极不稳定的混沌电路成功地实现了Ａ／Ｄ变换,其变换精密可接近１３位Ａ／Ｄ。由于这仅仅是初步实验,虽然它还没有远远超过现有Ａ／Ｄ变换器的精度,但基于它全新的原理,是很值得我们为之进一步研究。     

光纤激光器输出不稳定性的混沌控制

研究了光纤激光器的混沌控制问题,采用线性反馈控制对光纤激光器混沌系统进行了稳定控制,通过控制使单模激光混沌系统不再有混沌现象。给出了线性反馈控制函数的表达式,从理论上研究和得到了反馈系数的选择原则。研究结果表明：恰当地选择线性反馈控制函数和反馈系数,可以使单模激光混沌系统具有任意所需要的稳定输出和周期轨道;选择确定的控制函数和反馈系数,可以事先知道控制结果。     

半导体激光器混沌相位共轭反馈控制方法

提出了半导体激光器混沌相位共轭反馈(PCF)控制方法,建立了相位共轭反馈控制条件下激光器电流激发混沌的物理模型,发现其混沌控制物理机制是相位共轭反馈影响改变了激光器非线性增益和线宽增强因子特性,控制了系统的动力学行为及频率特性,其影响程度与反馈系数、延迟时间和光线宽增强因子等有关。数值模拟结果表明,在不同强度的光反馈下,通过调节相位共轭反馈光的延迟时间可以控制混沌激光到周期态、双周期态、多周期态等;发现相位共轭反馈控制特点是反馈光场和输出激光处于相干增强状态去实现混沌控制,且能控制实现激光器功率增强的周期脉冲输出。     

分数阶混沌激光器系统的同步

利用反馈控制和分数阶系统稳定性理论,实现了分数阶混沌激光器混沌系统的混沌同步,给出了反馈控制器的具体形式和同步理论的严格数学证明.在同步过程中并未删去响应系统的任何非线性信息,数值仿真结果和理论分析结果的一致性表明了该方法的有效性.     

方波激光器实验中电图像混沌对策

该文以试验中出现的电图像混沌作为分析对象 ,分析了这种现象产生的原因以及导致光波形的不可控 ,并给出了解决办法 ,消除了实验中的电图像混沌。     

同步混沌激光器可用于保密通信

同步混沌激光器可用于保密通信佐治亚技术公司研究人员首次成功地使两台混沌激光器同步运转。预计此项成果可为保密通信提供一种新法。他们在１９９２年研制成功主动控制Ｎｄ：ＹＡＧ混沌起伏的技术，现正进行复杂混沌系统控制的工作。这项研究为目前通信领域的密码数据提...     

相位共轭反馈半导体激光器混沌动力学

本文研究了相位共轭反馈对半导体激光器的动力学行为的影响。结果表明，在弱反馈条件下，系统处于稳态;增加反馈量，系统由周期经周期三、周期四进入混沌。当相位共轭反馈量一定时，通过改变注入电流的大小，可以达到所期待的周期或混沌状态。     

半导体激光器混沌电路延时反馈控制方法

由于当前方法未能建立物理模型,导致混沌电路延时反馈控制复杂度和控制耗时增加,容错率下降,为此提出一种半导体激光器混沌电路延时反馈控制方法。组建半导体激光器混沌电路延时反馈条件下激光器电流激发混沌的物理模型,获取激光器非线性增益和线宽增强因子特性,并获取控制延迟可控条件。分析延迟量和反馈增益的解析关系,获取目标周期轨道控制参数的分岔图,以此为依据进行半导体激光器混沌电路延时反馈控制。实验结果表明,所提方法能够有效降低混沌电路延时反馈控制复杂度和控制耗时,大幅度提升容错率。