VCSEL混沌輸出的延時特征抑制研究.pdf

1、垂直腔面發(fā)射激光器（Vertical-cavity surface-emitting laser，VCSEL）作為一種新型的半導體激光器，在過去幾十年中發(fā)展迅速。相對于傳統(tǒng)邊發(fā)射半導體激光器(Edge-emitting semiconductor laser，EEL)而言，VCSEL具有低閾值電流，易于實現(xiàn)單縱模輸出，易于集成封裝為二維陣列等優(yōu)點。VCSEL在光反饋，光注入以及光電反饋等外部擾動下能夠實現(xiàn)寬帶混沌光輸出，而復雜的激光混沌

2、信號在光混沌保密通信以及高速隨機數(shù)獲取等諸多領域均具有重要應用。光反饋VCSEL系統(tǒng)因其較簡單的結構以及較易獲取高維混沌光輸出被廣泛采用。但是，光外腔的引入導致絕大多數(shù)的光反饋VCSEL系統(tǒng)混沌輸出中包含明顯的延時特征。這種延時特征的存在降低了混沌信號的隨機性。對高速隨機數(shù)獲取而言，混沌延時特征會在光混沌信號中引入周期特性，從而嚴重影響隨機序列的統(tǒng)計性能。對于光混沌保密通信而言，攻擊者可以根據(jù)混沌信號中的延時特征重構系統(tǒng)，進而對混沌保密

3、通信造成很大威脅。因此，對VCSEL混沌輸出的延時特征抑制研究具有重要意義。
　　本文基于自旋反轉模型（SFM），利用自相關函數(shù)和排列熵法，理論研究了互耦VCSELs系統(tǒng)以及光纖布拉格光柵(FBG)反饋VCSEL系統(tǒng)混沌輸出的延時特征。結果表明:在互耦VCSELs系統(tǒng)中，耦合強度以及兩激光器間的頻率失諧是影響混沌延時特征的關鍵因素。在合適耦合強度以及頻率失諧條件下，激光器兩個偏振方向混沌輸出中的延時特征能夠同時被抑制。互耦VCSE