掺铒光纤环形激光器输出混沌复杂度实验研究

发布时间：2017-05-14 14:12

  本文关键词：掺铒光纤环形激光器输出混沌复杂度实验研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：混沌激光因其具有宽频谱、类噪声、强抗干扰性等特点,在保密通信、测距和传感、快速随机数的产生等领域有着普遍应用。掺铒光纤激光器由于增益谱较宽,输出波长在第三通信窗口,并且对人眼安全,更是被作为优质的激光光源而广泛使用。但通常激光器所产生的混沌激光都带有与腔长或反馈延迟等有关的时延信息,这些时延信息的存在会影响混沌传感、测距的精度以及混沌保密通信的安全性,还会造成快速随机数发生器产生的比特序列的随机性恶化。而产生这些影响的实质与混沌序列的复杂度密切相关。因而分析并提高混沌激光的复杂度对其在各方面的应用具有重要的研究意义。本文基于一种损耗控制型的掺铒光纤环形激光器系统,对其输出的混沌激光的复杂度进行了详细的理论和实验研究,主要工作如下:1、简单介绍掺铒光纤激光器产生混沌激光的研究历程及其应用,阐述了混沌时间序列复杂度分析方法的发展进程。2、详细分析目前常用的几种衡量混沌序列复杂度的计算方法及其优缺点。3、利用损耗控制型掺铒光纤环形激光器实现了不同的混沌态输出,并利用自相关函数及排列熵函数对其进行了复杂度实验研究。实验结果表明随着腔内损耗的增大,混沌序列的时延特性逐渐被抑制,其排列熵复杂度逐渐变大,当混沌序列的时延特性被完全隐藏,其排列熵复杂度达到最大值,并且输出光谱由双波长变为单波长。此外还研究了基于马赫曾德尔干涉仪的掺铒光纤环形激光器的混沌输出特性,研究发现在相同的衰减情况下,该系统可以获得输出功率更高的高复杂度混沌输出。4、利用实验获得的高复杂度混沌激光进行了光纤环衰荡传感研究。实验分析了对光纤环中的光纤施加压力后,光纤环衰荡腔输出光信号的互相关系数的变化曲线。结果表明通过互相关系数的变化曲线,可以成功获得腔内产生的总损耗,进而获得外界环境在光纤环内压力传感单元中引起的损耗,从而实现混沌光纤环衰荡传感。
【关键词】：混沌激光 复杂度 时延信息 掺铒光纤激光器 光纤环形腔衰荡
【学位授予单位】：太原理工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TN248
【目录】：

• 摘要3-5
• ABSTRACT5-9
• 第一章 绪论9-15
• 1.1 课题研究目的及意义9-10
• 1.2 掺铒光纤激光器混沌激光的研究历程10-12
• 1.3 混沌序列复杂度的研究进程12-13
• 1.4 混沌激光的应用13-14
• 1.5 本文主要研究内容14-15
• 第二章 掺铒光纤环形激光器中混沌的复杂度表征15-23
• 2.1 最大李雅普诺夫指数15-16
• 2.2 近似熵16-18
• 2.3 符号熵18-19
• 2.4 模糊熵19-20
• 2.5 排列熵20-21
• 2.6 本章小结21-23
• 第三章 掺铒光纤环形激光器混沌复杂度分析实验研究23-31
• 3.1 掺铒光纤环形激光器混沌复杂度分析实验装置23-24
• 3.2 掺铒光纤环形激光器混沌复杂度分析实验结果24-28
• 3.3 基于马赫-曾德尔干涉的掺铒光纤激光器混沌复杂度实验研究28-30
• 3.4 小结30-31
• 第四章 基于混沌激光实现光纤环衰荡技术实验研究31-43
• 4.1 光纤环衰荡光谱技术的发展31-32
• 4.2 光纤环衰荡光谱技术的原理32-35
• 4.3 基于掺铒光纤混沌激光器的光纤环衰荡实验研究35-42
• 4.4 本章小结42-43
• 第五章 总结与展望43-45
• 参考文献45-51
• 致谢51-53
• 攻读硕士学位期间发表的学术论文53

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