一种可产生高带宽混沌的外腔半导体激光器的设计及其动态特性

发布时间：2019-03-11 12:29

【摘要】：设计一种新型的可产生高带宽混沌的面向蝶形封装的外腔半导体激光器,并在理论上研究了反馈率、注入电流比和载流子寿命对其动态特性的影响。数值仿真结果表明,调节反馈率或增加注入电流比时,该结构的输出光经历从稳定状态、准周期状态、混沌状态再到稳定状态的周期演化。增大注入电流比或减小载流子寿命时,外腔激光器的弛豫振荡频率增大。在大弛豫振荡频率和大外腔振荡频率下,能够生成有效带宽高达70GHz的混沌。分析了这种高带宽混沌生成的机理,也为高速随机数的生成提供了新的熵源。此外,在弱光反馈下,尝试利用激光器的弛豫振荡来掩盖反馈的时延特征,并分析了时延对外腔振荡频率的影响。
[Abstract]:A novel butterfly-oriented external cavity semiconductor laser with high bandwidth chaos is designed. The effects of feedback ratio, injection current ratio and carrier lifetime on its dynamic characteristics are studied theoretically. The numerical simulation results show that when the feedback rate is adjusted or the injection current ratio is increased, the output light of the structure evolves from the stable state, the quasi-periodic state, the chaotic state to the stable state. When the injection current ratio is increased or the carrier lifetime is reduced, the relaxation oscillation frequency of the external cavity laser increases. Under the conditions of large relaxation oscillation frequency and large external cavity oscillation frequency, chaos with effective bandwidth up to 70GHz can be generated. The mechanism of high bandwidth chaos generation is analyzed and a new entropy source is provided for the generation of high speed random numbers. In addition, under the weak optical feedback, the relaxation oscillation of the laser is used to mask the time delay characteristics of the feedback, and the effect of the delay on the oscillation frequency of the external cavity is analyzed.
【作者单位】： 太原理工大学新型传感器与智能控制教育部重点实验室;太原理工大学物理与光电工程学院光电工程研究所;
【基金】：国家国际科技合作专项(2014DFA50870) 国家自然科学基金国家重大科研仪器研制项目(61527819)
【分类号】：TN248.4

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本文编号：2438279