VCSEL混沌輸出的延時(shí)特征抑制研究.pdf

1、垂直腔面發(fā)射激光器（Vertical-cavity surface-emitting laser，VCSEL）作為一種新型的半導(dǎo)體激光器，在過(guò)去幾十年中發(fā)展迅速。相對(duì)于傳統(tǒng)邊發(fā)射半導(dǎo)體激光器(Edge-emitting semiconductor laser，EEL)而言，VCSEL具有低閾值電流，易于實(shí)現(xiàn)單縱模輸出，易于集成封裝為二維陣列等優(yōu)點(diǎn)。VCSEL在光反饋，光注入以及光電反饋等外部擾動(dòng)下能夠?qū)崿F(xiàn)寬帶混沌光輸出，而復(fù)雜的激光混沌

2、信號(hào)在光混沌保密通信以及高速隨機(jī)數(shù)獲取等諸多領(lǐng)域均具有重要應(yīng)用。光反饋VCSEL系統(tǒng)因其較簡(jiǎn)單的結(jié)構(gòu)以及較易獲取高維混沌光輸出被廣泛采用。但是，光外腔的引入導(dǎo)致絕大多數(shù)的光反饋VCSEL系統(tǒng)混沌輸出中包含明顯的延時(shí)特征。這種延時(shí)特征的存在降低了混沌信號(hào)的隨機(jī)性。對(duì)高速隨機(jī)數(shù)獲取而言，混沌延時(shí)特征會(huì)在光混沌信號(hào)中引入周期特性，從而嚴(yán)重影響隨機(jī)序列的統(tǒng)計(jì)性能。對(duì)于光混沌保密通信而言，攻擊者可以根據(jù)混沌信號(hào)中的延時(shí)特征重構(gòu)系統(tǒng)，進(jìn)而對(duì)混沌保密

3、通信造成很大威脅。因此，對(duì)VCSEL混沌輸出的延時(shí)特征抑制研究具有重要意義。
　　本文基于自旋反轉(zhuǎn)模型（SFM），利用自相關(guān)函數(shù)和排列熵法，理論研究了互耦VCSELs系統(tǒng)以及光纖布拉格光柵(FBG)反饋VCSEL系統(tǒng)混沌輸出的延時(shí)特征。結(jié)果表明:在互耦VCSELs系統(tǒng)中，耦合強(qiáng)度以及兩激光器間的頻率失諧是影響混沌延時(shí)特征的關(guān)鍵因素。在合適耦合強(qiáng)度以及頻率失諧條件下，激光器兩個(gè)偏振方向混沌輸出中的延時(shí)特征能夠同時(shí)被抑制?；ヱ頥CSE