半導(dǎo)體環(huán)形激光器的混沌及其同步研究.pdf

1、混沌以及混沌同步是兩個(gè)重要的研究方向，基于混沌信號(hào)的隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生以及混沌信號(hào)在雷達(dá)測(cè)距等方面都有著廣泛的應(yīng)用?；煦缤礁窃谛畔⒕幋a解碼通信方面更有著極其重要的應(yīng)用?；煦缧盘?hào)產(chǎn)生的隨機(jī)碼，該密碼通?？梢宰鳛楸Ｃ芡ㄐ胖械拿荑€。通信中通信雙方通過(guò)這樣的密鑰可以實(shí)現(xiàn)安全保密的通信。隨著網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展，通信速率越來(lái)越成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。電域的通信速率受到電子器件本身的限制出現(xiàn)了無(wú)法克服的速率瓶頸。多信道的通信成為解決這一問(wèn)題的方法。然而多信

2、道通信需要將多個(gè)信道集成在一個(gè)芯片上，這樣信道之間就會(huì)出現(xiàn)新的串?dāng)_問(wèn)題。傳統(tǒng)的半導(dǎo)體激光器無(wú)法解決信道之間的串?dāng)_問(wèn)題，半導(dǎo)體環(huán)形激光器(SRLs)是近年內(nèi)出現(xiàn)的一種新型的微腔激光器，它的出現(xiàn)為解決這一問(wèn)題帶來(lái)了希望。這種激光器體積小且具有雙穩(wěn)態(tài)的特征，并且易于與其它的光電器件集成。尤其是在光存儲(chǔ)、高速的全光信號(hào)處理、全光開(kāi)關(guān)等方面都有著潛在的應(yīng)用。
　　本文以SRLs為激光源，研究了SRLs的混沌產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)特性，并且研究了開(kāi)環(huán)閉環(huán)

3、兩種結(jié)構(gòu)時(shí)的同步。主要研究?jī)?nèi)容如下:
　　1.從環(huán)形諧振器出發(fā)，研究了環(huán)形腔對(duì)混沌信號(hào)的濾波特性，給出了不同環(huán)長(zhǎng)時(shí)的濾波效果.加深了對(duì)微腔環(huán)的認(rèn)識(shí)，對(duì)下面的有源的環(huán)形腔---SRLs的研究提供了一定的理論基礎(chǔ)。
　　2.從SRLs的雙模式模型出發(fā)，建立了環(huán)形激光器自身反饋的速率方程模型，設(shè)計(jì)SRLs加自反饋產(chǎn)生混沌的方案，通過(guò)調(diào)整激光器的參數(shù)以及反饋強(qiáng)度等，最終使SRLs產(chǎn)生了質(zhì)量不錯(cuò)的混沌信號(hào)。
　　3.研究了SRL

4、s產(chǎn)生混沌的分叉圖，不同驅(qū)動(dòng)電流、反饋強(qiáng)度、延遲時(shí)間時(shí)SRLs的動(dòng)態(tài)特性。給出了不同參數(shù)改變時(shí)進(jìn)入混沌的路徑。
　　4.在混沌產(chǎn)生過(guò)程中分析了在一定反饋系數(shù)時(shí)SRLs輸出的信號(hào)特征，發(fā)現(xiàn)反饋系數(shù)處于一定參數(shù)值時(shí)，SRLs會(huì)輸出類(lèi)似方波信號(hào)的激光。
　　5.研究了不同參數(shù)時(shí)混沌信號(hào)的帶寬以及帶寬隨驅(qū)動(dòng)電流、反饋系數(shù)、延遲時(shí)間變化的規(guī)律。給出了不同采樣率下的帶寬，模擬表明SRLs產(chǎn)生的混沌信號(hào)具有高帶寬的優(yōu)點(diǎn)。
　　6.將

5、SRL1產(chǎn)生的混沌信號(hào)注入到SRL2中可以產(chǎn)生混沌同步。本文以自反饋的SRLs雙模式模型為基礎(chǔ)建立了開(kāi)環(huán)、閉環(huán)混沌同步的理論模型，在一定的參數(shù)下兩種結(jié)構(gòu)都可以產(chǎn)生高質(zhì)量的混沌同步。
　　7.研究了頻率失諧對(duì)開(kāi)環(huán)閉環(huán)兩種方案同步的影響，并且進(jìn)行了比較。給出了不同的注入系數(shù)下頻率失諧改變時(shí)同步系數(shù)變化的二維圖。
　　8.激光器的內(nèi)部參數(shù)失諧對(duì)兩種方案混沌同步的影響也做了相應(yīng)分析。
　　9.根據(jù)參數(shù)對(duì)同步的影響，適當(dāng)調(diào)整參數(shù)