半导体激光器输出混沌光的带宽和自相关性的研究

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1、学号：S15010038硕士学位论文半导体激光器输出混沌光的带宽和自相关性的研究研究生姓名：李增学科、专业：物理学二○一八年六月分类号：O415.5密级：公开UDC：编号：半导体激光器输出混沌光的带宽和自相关性的研究INVESTIGATIONONTHEAUTOCORRELATIONPERFORMANCEANDBANDWIDTHOFCHAOTICSEMICONDUCTORLASERS学位授予单位及代码：长春理工大学（10186）学科专业名称及代码：物理学（070200）研究方向：非线性物理及计算物理申请学位级别：硕士指导教师：冯玉玲研究生

2、：李增论文起止时间：2016.9-2018.4摘要混沌激光的广泛应用，如混沌保密通信和高速真随机数的物理熵源等，使获得高带宽和低自相关性的混沌激光的研究成为热点。本文首先提出两种方案用于降低分布反馈半导体激光器输出混沌光的自相关性并提高其带宽，分别是外光注入双路相位调制光反馈的分布反馈半导体激光器和外光注入双路滤波光反馈的分布反馈半导体激光器系统。数值研究结果表明：在所选的参数值范围内，这两个方案都实现了对其输出混沌光延时特性的有效抑制,即降低了混沌光的自相关性;在有效抑制延时特性的参数条件下，研究这两个方案对应系统输出混沌光的带宽，结

3、果表明：带宽随着外光注入系数的增大而增大；带宽随着主激光器的抽运因子的增大而增大；随着主从激光器之间频率失谐的增大带宽先逐步增加，达到峰值后开始下降。这两个方案获得的混沌光带宽的峰值都约为18.4GHz。然后利用本文产生的具有高带宽和低自相关性的混沌激光作为物理熵源，仿真研究物理随机数的产生，这里的随机数通过了性能指标的测试。关键字：混沌激光半导体激光器带宽自相关性延时特性IABSTRACTTheinvestigationofhigherbandwidthandlowerautocorrelationchaoticlasershasbe

4、cameahottopicbecauseofthewideapplicationsofchaoticlasers,suchaschaoticsecurecommunicationandthephysicalentropysourceofhighspeedtruerandomnumbers.Inthispaper,wepresenttwoschemestoeliminatetheautocorrelationandbroadenthebandwidthofchaoticlaserfromdistributedfeedbacksemicon

5、ductorlasers(DFB-SL).ThesetwoschemesareDFB-SLwithdoublephasemodulatedopticalfeedbackbasedonexternalopticalinjection(DFB-SL-DPMOF-EOI)andDFB-SLwithdoublefilteredopticalfeedbackbasedonexternalopticalinjection(DFB-SL-DFOF-EOI)respectively.Thenumericalresultsshowthattime-del

6、aysignature（TDS）ofchaoticlaserfromthesetwoschemesiseffectivelyeliminatedintherangeofselectedparametervalues.Namely,theautocorrelationofchaoticlaserisdecreased.UndertheparameterconditionsofeffectivelysuppressingTDS,thebandwidthofthechaoticlaserlightfromthesystemscorrespon

7、dingofthesetwoschemesisinvestigated.Theresultsshowthatthebandwidthincreaseswithincreasingexternalopticalinjectioncoefficientandthemasterlasers’spumpingfactor,respectively;Withraisingthefrequencydetuningbetweenmasterandslavelasers,thebandwidthincreasesfirstly.Afterreachin

8、gthemaximumvalue,thebandwidthdecreasesgradually.Boththemaximumvaluesofthebandwidthofchaoticlaserfromthe