半导体激光器混沌注入系统时延及带宽特性研究

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1、国内图书分类号：TN248.4密级：公开国际图书分类号：621.3西南交通大学研究生学位论文半导体激光器混沌注入系统时延及带宽特性研究年级：2010姓名：穆鹏华申请学位级别：博士专业：通信与信息系统指导老师：潘炜二〇一八年六月ClassifiedIndex:TN248.4U.D.C:621.3SouthwestJiaotongUniversityDoctorDegreeDissertationSTUDYONTIME-DELAYSIGNATUREANDBANDWIDTHINTHECHAOTICINJECTIONSYSTEMOFSEMICONDUCTORL

2、ASERSGrade:2010Candidate:PenghuaMuAcademicDegreeAppliedfor:Ph.DSpecialty:CommunicationandInformationSystemSupervisor:Prof.WeiPanJune,2018西南交通大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权西南交通大学可以将本论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印

3、或扫描等复印手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１．保密□，在年解密后适用本授权书；２．不保密０，使用本授权书＾“”（请在以上方框内打Ｖ）学位论文作者签名：指导老师签名：（９日期：如年６月２日日期：月＞日（７十年６＞＾＾西南交通大学博士学位论文创新性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是在导师指导下独立进行研宄工作所得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的研究成果。对本文的研宄做出贡献的个人和集体，均已在文中作了明确的说明。本人完全意识到本声明的法律结果由

4、本人承担。本学位论文的主要创新点如下：－１．研宄了相位共轭反馈光注入ＰＣＦＯＩＣＳ系统时延隐藏和带宽增强特性。通过引入传（）－统光反馈ＣＯＦＥＣＳＬ与ＰＣＦ－ＥＣＳＬ进行对比（），发现ＰＣＦ结构产生的混沌信号时延特征值更小、输出带宽更大；在此基础上构建ＰＣＦ－ＯＩＣＳ模型，利用ＯＩＣＳ带来的时延抑制和带宽增强特性，在比传统反馈光注入模型更大的参数变化区域内，得到了时延隐藏的宽带混沌信号。（研究成果ＩＥＥＥＰｈｏｔｏｎＪ．［２］）。２．对双通道混沌光注入系统进行结构改进，获得３５．８４ＧＨｚ宽带混沌输出，实验验证混了

5、沌从激光器间的混沌同步和时延隐藏；基于主被动分解（ＡＰＤ）算法，针对双路激光复用系统中参数失配引起的激光器间的干扰问题进行了研宄，实现了匹配主从激光器间的频谱叠加而相邻信道间信息互不干扰，并验证了该方法在多路混沌复用系统中的可行性。（研宄成果０ＰＴＩＫ［６］，物理学报［４］）３．研究了Ｆｒｅｅ－ｒｕｎｎｉｎＶＣＳＥＬ中参数对ｇＳＬ输出特性和复杂度的影响，构建注入系统模型，在从激光器中实现了高不可预测度的宽带混沌信号同步。（研究成果０ｐｔ．Ｅｘｒｅｓｓ．［１］）ｐ４．详细讨论了ＳＬ注入参数和本身特征参数对Ｍ系统时延隐藏

6、的作用，在互注入系统ＣＳＬｓ）和双混沌光注入（ＤＣＯＩ－ＳＬｓ）系统中实现了时延抑制和带（宽增强；实验验证－了ＤＣＯＩＳＬｓ系统中单时延隐藏和双时延同时隐藏，以此为物理随机数熵源，获得了码率高达１６０Ｇｂｉｔ／ｓ的高速物理随机数序列。（研究成果ＩＥＥＥＰｈｏｔｏｎ．Ｔｅｃｈｎｏｌ．Ｌｅｔ．［４］，Ｍｏｄ．Ｐｈｙ．Ｌｅｔ．Ｂ［７］）学位论文作者签名：卵４＋日期：滅辟汐月日ｊ西南交通大学博士研究生学位论文第I页摘要光纤通信经过50多年的发展，已经成为互联网时代信息传输的主要手段之一，随着宽带互联网的普及以及综合

7、业务数字网的高速发展，人们对信息的需求呈爆炸式增长，藉此带来的信息安全问题也愈发严重。基于半导体激光器(SL)的激光混沌保密技术，因其以硬件设备做为信息加密的密钥，可以与目前应用的全光通信网络相融合，在信息保密领域引起了国内外学者们浓厚的兴趣和广泛的研究。通常情况下，SL输出稳定。但在引入附加自由度后，激光器器件振荡和输出特性发生变化，激光器的输出呈现出复杂的非线性动态特性。在合适的条件下，可以产生高维宽带混沌输出，广泛应用于保密通信、随机数发生器以及混沌雷达等领域。同时激光混沌信号因其高带宽和随机特性等优点，成为研制随机数发生器的良好熵源。但是，外部

8、扰动的加入，会带来诸多不利因素，比如外腔反馈引入的时延特征，会使输出信号具有弱周期性，通过对时