混沌光注入垂直腔面发射激光器混沌输出的时延和带宽特性研究

发布时间：2020-07-22 01:43

【摘要】：混沌作为非线性动力学系统普遍存在的现象,应用于很多领域。基于半导体激光器产生的混沌信号已广泛应用于高速随机数产生、混沌雷达、高速混沌保密通信等方面。光反馈、光注入和光电反馈外部扰动均可使半导体激光器混沌输出,而光反馈因操作简单,易于生成多维混沌成为常采用的扰动结构,但是获取的混沌信号一般都会有特定的时延特征(TDS),窃听者可依据此特征对系统的安全性进行破坏,因此如何抑制时延系统的TDS成为研究的热门课题。另外光注入能够增强混沌信号的带宽,有效提升信息传输容量,而且也能够抑制混沌信号TDS。因此综合考虑,将带有双光反馈垂直腔面发射激光器(VCSEL)混沌输出信号注入另一VCSEL输出信号,理论上能够产生两路带宽更大、TDS更弱的混沌信号。本论文提出基于一个双光反馈主垂直腔面发射激光器(主VCSEL)输出的混沌信号注入到另一个VCSEL(副VCSEL)方案,对系统所获取混沌载波的带宽和TDS理论研究。首先,应用VCSELs自旋反转速率方程,结合时滞系统自相关分析工具,通过对双光反馈主VCSEL系统参量优化,可使该系统的X偏振分量(X-PC)与Y偏振分量(YPC)均输出混沌信号,并且两路混沌信号的平均强度几乎相等、TDS峰值分别为0.20和0.16;在该双光反馈主VCSEL基础上,进一步将优化条件下获得的混沌信号平行单向注入到副VCSEL中,获取宽带宽、TDS被进一步抑制的两路混沌信号;在强注入和失谐频率较大的参数下,副VCSEL对应两偏振混沌分量的有效带宽(EBW)要明显大于主VCSEL。最后,通过考察两个偏振分量获得混沌信号的混沌带宽和TDS在注入强度与频率失谐构成的参数空间的变化规律,确定了整个系统输出两路宽带宽、TDS几乎被抑制的混沌信号所需的工作参数范围。
【学位授予单位】：西南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TN248
【图文】：

混沌吸引子,非线性系统,初始条件,参数

确 h(x)有混沌现象存在。第一：函数 h(x)的周期点的周期无限；第二：函数 h(x)的定义域存在不可数子集 I，且不包含周期点使得，(1)对任意变量 x， y∈I，且当 x≠y 时：limsup h x h y 0 (2)对任意变量 x，y∈I 有：liminf h x h y 0 (3)对任意变量 x∈I 且 h(x)的任意周期点 y，limsup h x h y 0 假如函数 h(x)有周期 3，论证了上述 3个条件的成立的合理性，同时也证明了够表现出混沌现象[13]。而且这里函数h ()=h(h( h()))表示重关系。论证了运动和混沌运动之间的联系。又给我们做出了判断混沌存在的依据，即在一系统，凡是出现周期 3，那么这个系统肯定存在混沌现象。2 混沌的特征

比较图,一维系统,混沌图,李雅普诺夫指数

文 dyx zdt dzxy κzdt 系统参数，当赋予它们不同的特定的初值时，其运 a(-20，45，30)和 b(-10，28，-8/3)是两组不同对应比较图 a 和图 b 有着不同的初始系统参数，二者，其运动轨迹的差异性变化会越来越大，对应非对于确定的非线性系统，混沌现象最本质的特征身的预测是不确定的。统计性(判断是否混沌)特点。

光混沌,实验组,方案

图 1.5 Argyris 实验组光混沌通信实验方案[14] 20 世纪最有影响力的学科之一，它的研究吸究方向主要有混沌有害方面的抑制和有利方说明如下。信的原理是利用发送端输出的混沌激光信号部调制掩藏在光载基波中进行光纤传输，在的信息。在这一过程中，主要利用混沌的高的实验方案为图 1.5 所示：2005 年 Argyris20 km 的光混沌通信。图 1.6 双光反馈获取低时延混沌信号方案[15]

【参考文献】