光反饋混沌半導(dǎo)體激光器的時(shí)延特性及提取.pdf

1、混沌激光具有高帶寬、大幅度、類(lèi)噪聲、對(duì)初值條件敏感等特性，被廣泛應(yīng)用于混沌保密通信、混沌激光雷達(dá)、光時(shí)域反射儀、光學(xué)相干層析、快速隨機(jī)數(shù)發(fā)生器等領(lǐng)域?；煦缂す饪梢酝ㄟ^(guò)對(duì)半導(dǎo)體激光器施加外部擾動(dòng)(如光反饋、光注入及光電反饋等)很方便地獲得。其中，光反饋半導(dǎo)體激光器以其獨(dú)特的特性，如體積小、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于調(diào)節(jié)和控制等，成為實(shí)際應(yīng)用中廣泛采用的混沌光源。
　　 但是，光反饋半導(dǎo)體激光器為混沌激光的應(yīng)用帶來(lái)便利的同時(shí)，也具有不利因素--

2、時(shí)延特性。所謂時(shí)延特性是指半導(dǎo)體激光器輸出的混沌激光會(huì)攜帶與反饋腔長(zhǎng)有關(guān)的信息，在時(shí)域上呈現(xiàn)出弱周期性。這種時(shí)延特性的存在嚴(yán)重影響混沌激光的應(yīng)用質(zhì)量(例如，降低混沌激光測(cè)距的測(cè)量精度、威脅混沌通信的保密性、破壞混沌激光快速隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的隨機(jī)性等)。針對(duì)上述問(wèn)題，許多學(xué)者提出了多種方法來(lái)優(yōu)化光反饋半導(dǎo)體激光器，以達(dá)到抑制或隱藏其時(shí)延特性的效果。然而，這些方法消除時(shí)延特性的機(jī)理不明，是否確能成功隱藏或抑制時(shí)延特性尚存在異議。
　　

3、本文從實(shí)驗(yàn)及數(shù)值模擬兩方面，針對(duì)多種光反饋混沌半導(dǎo)體激光器，深入研究了其時(shí)延特性隱藏情況，獲得了一些有益結(jié)果，具體工作如下所述：
　　 1、歸納總結(jié)了目前報(bào)道的提取時(shí)延特性的各種方法，指出了其局限性；引入并介紹了維納辛欽定理，為后續(xù)研究工作奠定了理論基礎(chǔ)。
　　 2、提出了一種提取混沌半導(dǎo)體激光器反饋時(shí)延信息的新方法--譜分析法。將混沌信號(hào)的頻譜作為分析對(duì)象，利用頻譜儀實(shí)驗(yàn)采集混沌信號(hào)的頻譜信息，繼而利用維納辛欽定理對(duì)其

4、作逆傅里葉變換，最終可獲取光反饋混沌激光器的時(shí)延信息。并利用該方法從實(shí)驗(yàn)和理論兩方面詳細(xì)研究了單反饋和雙反饋半導(dǎo)體激光器時(shí)延特性的提取情況。研究發(fā)現(xiàn)：?jiǎn)畏答伹闆r下，無(wú)論反饋強(qiáng)度如何變化，利用譜分析法能成功提取混沌信號(hào)含有的時(shí)延特性；雙反饋情況下，當(dāng)兩外腔長(zhǎng)相等時(shí)，利用譜分析法可以成功提取到時(shí)延特性；雙反饋情況下，當(dāng)兩腔長(zhǎng)度呈整數(shù)比時(shí)，其時(shí)延特性會(huì)更加隱蔽，其他方法無(wú)法成功提取出時(shí)延特性時(shí)，我們的譜分析法依然有效。
　　 3、利用