大功率混沌光纖激光輸出特性研究.pdf

1、混沌激光具有類噪聲、隨機性強、無法預測等特點，在混沌加密通信、快速隨機數發(fā)生器、光纖故障檢測和光纖傳感等領域得到廣泛應用。一般來說，由振蕩器產生的混沌激光器的輸出功率是比較小的，并且需要經過功率放大來獲得更高的功率，以實現進一步的開發(fā)和應用。光纖激光器作為一種具有特殊結構的激光器，其諧振腔和增益介質均可位于波導腔內，因此具有轉換效率高、穩(wěn)定性好、結構簡單等優(yōu)點，在近幾十年得到迅速發(fā)展。同時隨著混沌學的發(fā)展，人們對混沌序列的各項特性提出了

2、更高的要求。對于混沌光纖激光器，由于其自身的非線性、不穩(wěn)定性和不確定性，決定了混沌系統的復雜性。復雜度用來定量描述系統的復雜性。在實際應用中，混沌序列的復雜性越大，隨機性越強，加密通信的安全性越高，混沌測距的準確性越高。因此采用有效的方法獲得具有大功率和高復雜度的混沌激光對于實際應用具有非常重要的意義。
　　為實現高復雜度的大功率混沌光纖激光輸出，擴展混沌光纖激光器的應用，本文研究了摻鉺光纖激光器和摻鐿光纖激光器在放大過程中的混沌

3、特性，分析了不同條件下混沌序列的復雜度。主要工作如下：
　　1、簡單介紹了光纖激光器的特點、分類、發(fā)展歷程及其應用前景，闡述了光學混沌的發(fā)展進程及前景。
　　2、詳細分析了光纖激光器中常見的幾種產生混沌的方法及原理，并介紹了混沌序列復雜度的表征及排列熵算法。
　　3、對摻鉺光纖激光器產生的激光混沌進行了一級放大并對其放大過程中輸出特性的變化進行了實驗研究，通過控制光纖激光器環(huán)形腔內的偏振狀態(tài)和放大器的驅動電流，得到了不

4、同的混沌態(tài)輸出，并采用排列熵函數對其進行了復雜度分析。實驗發(fā)現通過適當的調節(jié)偏振控制器的狀態(tài)和功率放大條件可以獲得較大的具有較高排列熵的范圍，并得到了一個優(yōu)化的具有較高復雜度的混沌激光器。
　　4、對摻鐿光纖環(huán)形激光器產生的混沌激光進行了兩級放大并對其放大過程中混沌激光復雜度的變化進行了實驗研究。分析了不同條件下混沌序列的復雜度。實現波長1069nm的混沌激光達到1.7W的輸出功率。結果表明與主放大器相比，前置放大器具有更高的復雜