基于偏振旋轉耦合1550nm-VCSELs環(huán)形系統(tǒng)產生多路高質量混沌信號的研究.pdf

1、近年來，隨著信息技術的快速發(fā)展，利用半導體激光器產生的混沌激光信號因其在高速保密通信、混沌雷達以及高速隨機數產生等方面的巨大應用前景而成為人們關注的焦點。通常，半導體激光器在光反饋、光注入及光電反饋等外部擾動作用下可產生混沌信號。其中，通過引入光反饋產生的混沌信號會不可避免的保留一定的時間延遲特征(TDS)，這不利于混沌激光信號在混沌保密通信及隨機數產生等領域的應用。因此，有必要采用適當方法對混沌信號的TDS進行有效抑制。特別地，垂直腔

2、面發(fā)射激光器(VCSELs)在適當條件下可能同時存在兩個相互正交的偏振分量(X-PC，Y-PC)，將三個及以上 VCSELs構成環(huán)形系統(tǒng)，理論上可同時產生多路混沌激光信號。若將此系統(tǒng)作為混沌熵源，則具有同時產生多路隨機比特序列的可能性。
　　本文提出了一種基于三個單向偏振旋轉耦合1550 nm-VCSELs構成的環(huán)形系統(tǒng)獲取多路高質量混沌信號的方案。利用自旋反轉模型，理論研究了該系統(tǒng)中三個激光器各偏振分量輸出信號的非線性動力學特性

3、；采用自相關和互信息方法分析了各偏振分量輸出時間序列的 TDS，并利用互相關函數討論了各偏振分量之間的相關特性。研究結果表明：采用偏振旋轉耦合的方式，通過合理調節(jié)各激光器之間的注入強度和頻率失諧，三個1550 nm-VCSELs的六個偏振分量能同時存在，且各偏振分量的輸出功率相當；系統(tǒng)中單向偏振旋轉耦合的注入強度和頻率失諧對該系統(tǒng)輸出的六路信號的TDS均有顯著影響；對于分別固定注入強度或頻率失諧的情況，通過調節(jié)其他系統(tǒng)參量可使各偏振分量