基于主副垂直腔面发射激光器混沌系统获取双路高速物理随机数的研究

发布时间：2022-01-20 00:49

　　物理随机数由于具有非确定性、不可预测、不可复现等特性而被广泛的运用在计算及安全通信等领域中。基于电阻热噪声的直接放大、亚稳定性及频率抖动等为熵源的传统物理随机数发生器由于受到电子带宽的限制,其生成随机数速率在Mbit/s量级,与现行光通信系统信息的传输速率尚有很大的差距。然而,半导体激光器在光注入、光反馈及光电反馈等外部扰动下可输出宽带宽混沌信号,基于混沌信号为熵源可提取高速物理随机数。基于宽带宽半导体激光器混沌信号获取高速物理随机数已得到学者们广泛的研究,其关键技术之一在于获取具有随机性好、带宽大及周期性弱等特性的高质量混沌信号。到目前为止,大部分研究都是基于分布式反馈半导体激光器（DFB-SL）获取的单路随机数。相比于DFB-SL,垂直腔面发射激光器（VCSEL）具有阈值电流低、单纵模输出、易集成等优势。特别的,在合适的参数条件与外部扰动下,VCSEL可同时输出两个偏振分量（X-PC与Y-PC）的混沌信号,基于两偏振分量混沌信号可同时提取双路高速物理随机数。双路随机数可通过交叉合并处理,获取双倍速率的高速随机比特序列,也可直接运用于多信道通信保密中。本文提出并数值研究了基于主副垂直... 

【文章来源】：西南大学重庆市 211工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：58 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

基于电阻热噪声获取随机数方案(Holmanetal.，1997)

图 1.2(a) 基于亚稳性的双逆变器物理随机数发生器的原理图图 1.2(b) 热噪声双稳态元件特性(Srinivasan et al.，2009)声频率抖动生器另一种实用设计方法是基于热噪声引起频率抖动设计利用了两个独立自由振荡器之间的关系，如图 1

图 1.3(a) 基于两个频率抖动振荡器的物理随机数发生器的原理图图 1.3(b) 振荡器输出信号(Bucci et al.，2003)子噪声比于以上基于电阻热噪声为熵源的随机数发生器，量子随机数发生量随机数方面有了较为明显的进步，其基本思想是利用量子力学的。Jennewein 等于 2000 年提出了于基于单光子检测并结合空间分辨

【参考文献】：
期刊论文
[1]可变偏振光注入下1550nm垂直腔面发射激光器的偏振开关及双稳特性[J]. 陈俊,陈建军,吴正茂,蒋波,夏光琼.  物理学报. 2016(16)
[2]基于双光反馈垂直腔面发射激光器获取双路高速物理随机数研究[J]. 魏丽霞,唐曦,吴正茂,夏光琼.  光电子·激光. 2015(11)



本文编号：3597873