半導(dǎo)體環(huán)形激光器的混沌及其同步研究.pdf

1、混沌以及混沌同步是兩個重要的研究方向，基于混沌信號的隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生以及混沌信號在雷達(dá)測距等方面都有著廣泛的應(yīng)用?；煦缤礁窃谛畔⒕幋a解碼通信方面更有著極其重要的應(yīng)用。混沌信號產(chǎn)生的隨機(jī)碼，該密碼通常可以作為保密通信中的密鑰。通信中通信雙方通過這樣的密鑰可以實現(xiàn)安全保密的通信。隨著網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展，通信速率越來越成為人們關(guān)注的熱點問題。電域的通信速率受到電子器件本身的限制出現(xiàn)了無法克服的速率瓶頸。多信道的通信成為解決這一問題的方法。然而多信

2、道通信需要將多個信道集成在一個芯片上，這樣信道之間就會出現(xiàn)新的串?dāng)_問題。傳統(tǒng)的半導(dǎo)體激光器無法解決信道之間的串?dāng)_問題，半導(dǎo)體環(huán)形激光器(SRLs)是近年內(nèi)出現(xiàn)的一種新型的微腔激光器，它的出現(xiàn)為解決這一問題帶來了希望。這種激光器體積小且具有雙穩(wěn)態(tài)的特征，并且易于與其它的光電器件集成。尤其是在光存儲、高速的全光信號處理、全光開關(guān)等方面都有著潛在的應(yīng)用。
　　本文以SRLs為激光源，研究了SRLs的混沌產(chǎn)生的動態(tài)特性，并且研究了開環(huán)閉環(huán)

3、兩種結(jié)構(gòu)時的同步。主要研究內(nèi)容如下:
　　1.從環(huán)形諧振器出發(fā)，研究了環(huán)形腔對混沌信號的濾波特性，給出了不同環(huán)長時的濾波效果.加深了對微腔環(huán)的認(rèn)識，對下面的有源的環(huán)形腔---SRLs的研究提供了一定的理論基礎(chǔ)。
　　2.從SRLs的雙模式模型出發(fā)，建立了環(huán)形激光器自身反饋的速率方程模型，設(shè)計SRLs加自反饋產(chǎn)生混沌的方案，通過調(diào)整激光器的參數(shù)以及反饋強(qiáng)度等，最終使SRLs產(chǎn)生了質(zhì)量不錯的混沌信號。
　　3.研究了SRL

4、s產(chǎn)生混沌的分叉圖，不同驅(qū)動電流、反饋強(qiáng)度、延遲時間時SRLs的動態(tài)特性。給出了不同參數(shù)改變時進(jìn)入混沌的路徑。
　　4.在混沌產(chǎn)生過程中分析了在一定反饋系數(shù)時SRLs輸出的信號特征，發(fā)現(xiàn)反饋系數(shù)處于一定參數(shù)值時，SRLs會輸出類似方波信號的激光。
　　5.研究了不同參數(shù)時混沌信號的帶寬以及帶寬隨驅(qū)動電流、反饋系數(shù)、延遲時間變化的規(guī)律。給出了不同采樣率下的帶寬，模擬表明SRLs產(chǎn)生的混沌信號具有高帶寬的優(yōu)點。
　　6.將

5、SRL1產(chǎn)生的混沌信號注入到SRL2中可以產(chǎn)生混沌同步。本文以自反饋的SRLs雙模式模型為基礎(chǔ)建立了開環(huán)、閉環(huán)混沌同步的理論模型，在一定的參數(shù)下兩種結(jié)構(gòu)都可以產(chǎn)生高質(zhì)量的混沌同步。
　　7.研究了頻率失諧對開環(huán)閉環(huán)兩種方案同步的影響，并且進(jìn)行了比較。給出了不同的注入系數(shù)下頻率失諧改變時同步系數(shù)變化的二維圖。
　　8.激光器的內(nèi)部參數(shù)失諧對兩種方案混沌同步的影響也做了相應(yīng)分析。
　　9.根據(jù)參數(shù)對同步的影響，適當(dāng)調(diào)整參數(shù)