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

1、近年來，隨著信息技術(shù)的快速發(fā)展，利用半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的混沌激光信號因其在高速保密通信、混沌雷達(dá)以及高速隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生等方面的巨大應(yīng)用前景而成為人們關(guān)注的焦點(diǎn)。通常，半導(dǎo)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(chǎn)生混沌信號。其中，通過引入光反饋產(chǎn)生的混沌信號會不可避免的保留一定的時(shí)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(jī)數(shù)產(chǎn)生等領(lǐng)域的應(yīng)用。因此，有必要采用適當(dāng)方法對混沌信號的TDS進(jìn)行有效抑制。特別地，垂直腔

2、面發(fā)射激光器(VCSELs)在適當(dāng)條件下可能同時(shí)存在兩個(gè)相互正交的偏振分量(X-PC，Y-PC)，將三個(gè)及以上 VCSELs構(gòu)成環(huán)形系統(tǒng)，理論上可同時(shí)產(chǎn)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(shí)產(chǎn)生多路隨機(jī)比特序列的可能性。
　　本文提出了一種基于三個(gè)單向偏振旋轉(zhuǎn)耦合1550 nm-VCSELs構(gòu)成的環(huán)形系統(tǒng)獲取多路高質(zhì)量混沌信號的方案。利用自旋反轉(zhuǎn)模型，理論研究了該系統(tǒng)中三個(gè)激光器各偏振分量輸出信號的非線性動力學(xué)特性

3、；采用自相關(guān)和互信息方法分析了各偏振分量輸出時(shí)間序列的 TDS，并利用互相關(guān)函數(shù)討論了各偏振分量之間的相關(guān)特性。研究結(jié)果表明：采用偏振旋轉(zhuǎn)耦合的方式，通過合理調(diào)節(jié)各激光器之間的注入強(qiáng)度和頻率失諧，三個(gè)1550 nm-VCSELs的六個(gè)偏振分量能同時(shí)存在，且各偏振分量的輸出功率相當(dāng)；系統(tǒng)中單向偏振旋轉(zhuǎn)耦合的注入強(qiáng)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(qiáng)度或頻率失諧的情況，通過調(diào)節(jié)其他系統(tǒng)參量可使各偏振分量