外光反饋半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生激光混沌信號(hào)的關(guān)聯(lián)維數(shù)分析.pdf

1、混沌信號(hào)具有隱蔽性，不可預(yù)測(cè)性，高度復(fù)雜和易于實(shí)現(xiàn)等特性，隨著混沌同步的實(shí)現(xiàn)，利用混沌信號(hào)作為載波進(jìn)行保密通信越來(lái)越受到廣泛的關(guān)注。而作為光通信系統(tǒng)中最理想光源的半導(dǎo)體激光器，由于通過反饋和外部注入可以產(chǎn)生較大混沌載波帶寬和高維混沌(具有多個(gè)正的Lyapunov指數(shù))，從而成為目前研究的熱點(diǎn)。 混沌系統(tǒng)具有奇異吸引子，奇異吸引子具有分形結(jié)構(gòu)，分形的特點(diǎn)是具有分?jǐn)?shù)維數(shù)，因此分?jǐn)?shù)維數(shù)是刻畫混沌系統(tǒng)的重要的特征量。在混沌保密通信中，系

2、統(tǒng)的混沌維數(shù)越高，對(duì)信號(hào)保密性越好。在混沌同步中關(guān)聯(lián)維數(shù)還是判斷混沌同步好壞的標(biāo)準(zhǔn)。因此，研究混沌以及混沌同步中關(guān)聯(lián)維數(shù)的特性就顯得更為重要。 本文圍繞光反饋半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生混沌激光和實(shí)現(xiàn)混沌同步兩方面特性，針對(duì)混沌吸引子的關(guān)聯(lián)維數(shù)進(jìn)行了如下工作： 1.將單模半導(dǎo)體激光器的速率方程簡(jiǎn)化為一個(gè)數(shù)學(xué)模型并研究了該模型的混沌動(dòng)力學(xué)特性，即相軌跡圖，關(guān)聯(lián)維數(shù)和最大Lyapunov指數(shù)。 2.計(jì)算了實(shí)驗(yàn)得到的兩組混沌時(shí)間序

3、列的關(guān)聯(lián)維數(shù)，最大Lyapunov指數(shù)。模擬結(jié)果與實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合，表明半導(dǎo)體激光器在適當(dāng)反饋條件下可以產(chǎn)生混沌現(xiàn)象。 3.在混沌同步中數(shù)值模擬了單模半導(dǎo)體激光器混沌吸引子的關(guān)聯(lián)維數(shù)與采樣周期的關(guān)系，以及相關(guān)系數(shù)對(duì)主、從激光器混沌吸引子關(guān)聯(lián)維數(shù)的影響，同時(shí)研究了注入強(qiáng)度對(duì)混沌吸引子關(guān)聯(lián)維數(shù)的影響，表明在激光器其他參數(shù)不變的情況下，注入強(qiáng)度對(duì)關(guān)聯(lián)維數(shù)的影響不大，關(guān)聯(lián)維數(shù)的改變?nèi)Q于偏置電流的大小。適當(dāng)選擇偏置電流的大小，可以從主、從