量子阱激光器混沌相位控制同步以及编码研究

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1、第-%卷第4期!##-年4月物理学报JK<+-%，)K+4，=L;MN，!##-"###E4!8#*!##-*-（%#4）*"#8&E#$F5GF39H6I5F6I)I5F!!##-5N0O+3NP2+6KM+!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!!量子阱激光器混沌相位控制同步以及编码研究颜森林（晓庄学院物理系，南京!"##"$）（!##%年$月"!日收到；!##%年&月"’日收到修改稿）提出外部光注入多量子阱

2、激光器激光混沌相位控制同步，及其混沌相位相移键控外调制()*()全光保密通信系统，数值模拟了在相位控制器控制下的激光混沌同步+通过连续()*()键控调制相位控制器调制通过相位控制器的激光相位相移，实现激光混沌相位相移键控连续调制，设置接收系统相位控制器，控制通过接收相位控制器的激光相位相移，以实现激光混沌解调+分别数值模拟了该系统调制速率#,"和#,-./01*2混沌相位相移()*()键控通信，进行了混沌()*()键控调制速率分析，以及系统参数失配和系统抗噪声扰动的数值分析+关键词：混沌，同步，

3、通信，多量子阱激光器!"##：#-%-，%!--3，%!’#［$］()*(?键控通信系统，通过键控调制激光器外部",引言延时反馈腔（激光器和外部延时反馈腔共同构成了混沌系统）的距离，调制控制发射系统激光器输出激近十几年来，混沌在保密通信中的应用研究已光和接收系统激光相位差的同步和不同步进行解取得重要进展，人们提出了各种各样的混沌系码+由于上面所提到的567都是内调制，激光器使［"—4］统+由于全光激光混沌系统有大的带宽和低的用寿命和稳定特性就会下降+［"—4］衰减，动力学系统较复杂，以及系统对参

4、数具有极高由于在混沌保密通信中要求混沌同步，对的敏感性，且具有更高的保密性能，因而非常适合高于激光混沌系统的同步，也就是要求发射和接收系［%—&］［’—"#］速远程保密通信+现在人们的注意力已转移到统中的激光振幅、相位实现同步+为了提高通信全光激光混沌系统，文献［%—&］分别提出了半导体系统的保密性能，必须进行混沌编码方法研究；为了激光器激光混沌开环及闭环同步通信系统、反馈同提高通信的速率，必须进行缩短同步时间研究；为了步通信系统、延时反馈同步通信系统，以及电光延时提高系统的应用能力，必须进行增

5、强系统同步能力反馈同步通信系统、掺铒光纤激光器混沌通信系统和参数失配等方面的研究+等+其混沌编码通信特点是，在发射端，调制信息在本文提出有外部相位控制器控制下的光注入多［""，"!］混沌波中被发射+一般而言，调制信息的振幅比混沌量子阱（=@A）激光二极管（BC）激光混沌四维波的振幅小得多，因此，很难从混沌波形中分离出同步系统，由于量子阱激光器混沌有较高的振荡频来+而解码接收系统必须是发射系统的复制，要求和率，能显著提高通信速率，又由于是高维较复杂非线发射系统有相同的条件，且要求和发射系统同步+通

6、性系统，特别是提出了直接调制的()*()外部混沌过两个同步波的相减，调制信息即可解调分离，这种相位相移键控（D5367）调制解调系统，能进一步增编码称为混沌隐藏+常用的几种编码方法还有混沌强系统的保密性能和解调性能+［%—8］调制和混沌键控（567）等+其中激光器567调制主要是键控激光器的驱动电流等激光器非线性系!,模型统的内部参数，特点是所调制的系统参数变化会影响输出激光强度（或激光光场振幅）的突变，由于系$%&%模型统内部参数键控变化，所以系统混沌态也突变（或引［%—8］起混沌吸引子突变）

7、，即进行数字编码+9:;0<和基于反馈同步思想构造的有相位控制器控制的=><:1等人提出延时反馈半导体激光器混沌相位全光激光混沌同步系统模块组合如图"所示，发射9期颜森林：量子阱激光器混沌相位控制同步以及编码研究!DLL;%78%:+%:2（%/4%+:）%2&+1!，（A）;"其中’82（".2"）；"!是’$()和*$()的激光中心频率的频差；%8,（B*.4*?@%）是光子损耗速率，,B是激光腔内光子的群速，*是激光腔内光子损耗，.*?@%是腔面光子损耗；(<是线宽增强因子；&(87-B(

8、C.是光在激光腔长(内的往返时间，.是真空中的光速，-B8.C,B是群速度折射率；’是光注入指数；是量子效率；)是驱动电流；*是单位电荷；)?%:+和%+:分别是载流子从有源势阱层输送到势垒层和从势垒层输送到有源势阱层的速率指数；图!在外部相位控制器控制下的同步系统模块"#$%是发射7系统相位控制器，"#$&是接收系统相位控制器，’$()是主激光%/8/@&40（%C+）41（%C+）器，*$()是副激光器，!是光隔离器是有源势阱层载流子非线性损耗速率，/是非辐射@&复合速率，0是辐射复合因子，