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(dǎo)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(dǎo)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?qū)崿F(xiàn)寬帶混沌光輸出，而復(fù)雜的激光混沌

2、信號在光混沌保密通信以及高速隨機(jī)數(shù)獲取等諸多領(lǐng)域均具有重要應(yīng)用。光反饋VCSEL系統(tǒng)因其較簡單的結(jié)構(gòu)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(dǎo)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(jī)性。對高速隨機(jī)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(yán)重影響隨機(jī)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(gòu)系統(tǒng)，進(jìn)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(zhuǎn)模型（SFM），利用自相關(guān)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(jié)果表明:在互耦VCSELs系統(tǒng)中，耦合強(qiáng)度以及兩激光器間的頻率失諧是影響混沌延時特征的關(guān)鍵因素。在合適耦合強(qiáng)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?；ヱ頥CSE