具有反馈的多个半导体激光器信息传输的研究

发布时间：2021-01-27 18:41

　　随着信息技术的发展,传统的电信号传输己无法满足现代人们所需的指数级增长的信息量,而光信号由于其极宽的频带,良好的保密性能以及其作为至今为止最快的传输方式得到各研究者的喜爱,并己实现了信息的传输,然而其利用混沌信号实现安全保密的系统还处在研究初期,本文主要的工作和成果如下:首先,介绍了关于混沌通信的国内外研究近况,产生混沌信号及其信号同步的条件,以及基于具有反馈半导体激光器的速率方程。其次,本文通过求解速率方程,计算了同步误差、互相关系数、绘出了吸引子图、分岔图、鲁棒性图等,研究了通向混沌的动力学,表明由部分透射光镜诱导的激光器之间的耦合能导致完全同步的混沌动力学。论文的研究发现不同的系统参数可以实现不同的同步质量,通过仿真,获得了最优的系统参数。利用了外加噪声信号来作为外部扰动,发现若是有微扰时,系统中接收机和发射机处于失步状态,在微扰消失时,接收和发射端可以瞬间恢复同步,说明本系统具有优秀的鲁棒性。根据混沌同步的鲁棒性,论文提出且通过数值仿真实现了三种混沌通信的方案。1.两个激光器之间的双向通信:通过传输的信息对反馈混沌载波的相位调制来对信号进行加密或编码,再检测两个激光器的光功率差... 

【文章来源】：杭州电子科技大学浙江省

【文章页数】：54 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图２．１．１?Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数的演化过程??

’０??图２．１．１?Ｌｙａｐｕｎｏｖ指数的演化过程??２．?２混沌控制基本理论??众所周知，要想达成混沌保密通信，必须保证其可以同步，而同步是控制的范畴。要想??实现其同步需要了解如何对混沌进行控制，文章简要的介绍两种较为普遍的混沌控制法：??１．

可以得到其同步误差，解码出有用信息。??３．?１理论模型??图３．１描述了基于反馈的半导体激光器（ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ?ｌａｓｅｒｓ，?ＳＬ）的双向信息传输的框架，??其中主要包含各参数完全一致的两个激光器和两个拥有相同反馈和耦合系数的部分透光的平??面镜（ｍｉｒｒｏｒ，?Ｍ），在半导体激光器的反馈和耦合相位相交处使用相位调制器（ｐｈｏｔｏｅｌｅｃｔｒｉｃ??ｄｅｔｅｃｔｏｒ，ＰＤ）调制所需传送的信息，由两个混沌信号的同步误差进行解码。系统框架上半部??分中使用环形器（ｃｉｒｃｕｌａｔｏｒ，?Ｃ）先将本地激光器产生的混沌信号传入部分透光的平面镜，该平??面镜充当了耦合和反馈的作用，充当光耦合器（ｏｐｔｉｃａｌ?ｃｏｕｐｌｅｒ，?０Ｃ）时，透过的部分光线耦合??进入另一个接收激光器中，而反射回的部分光线将反馈回发送激光器，使其具备更高的自由??度，从而产生混沌信号。系统下半部分同理。在传输信道中引入分束器（ｂｅａｍ?ｓｐｌｉｔｔｅｒ，ＢＳ）??将一小部分耦合信号交由光电检测器，由光电检测器检测各激光器产生并耦合进入另外一个??激光器的光信号强度

【参考文献】：
期刊论文
[1]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[J]. 王永胜,赵彤,王安帮,张明江,王云才.  激光与光电子学进展. 2017(11)
[2]安全性增强的双向长距离混沌保密通信[J]. 李琼,邓涛,吴正茂,徐攀,夏光琼.  中国激光. 2018(01)
[3]单端反馈互耦合垂直腔面发射激光器混沌输出的时延特征和带宽分析[J]. 张晓旭,吴天安,常凯歌,张胜海.  中国激光. 2017(05)



本文编号：3003542