多调制延时耦合半导体激光器的混沌同步与编码

数值研究了非相干光反馈与非相干光注入半导体激光器的多调制延时混沌同步,由于该系统是基于非相干注入的,所以不需要接收激光器的频率与发送激光器频率完全匹配。通过对非相干光反馈半导体激光器输出自相关函数的研究,发现在多调制延时系统中,延时标识可以被隐藏,这一特性可以提高系统的安全性,非常适用于混沌保密通信系统。分别利用混沌移位键控(CSK)及混沌隐藏(CMS)编码方法考查了单向耦合和双向耦合系统的通信性能。     

非相干光反馈与非相干光注入混沌同步通信系统仿真分析

本文对非相干光反馈与非相干光注入激光混沌同步保密通信系统进行了理论仿真研究.本系统为Pecora-Carroll混沌同步系统,基于Lang-Kobayashi速率方程,建立了发送激光器和接收激光器的理论模型.利用该模型分析了同步建立时间、同步误差,混沌键控编码/解码以及调制速率等特性.仿真结果表明系统具有很好的同步性能和保密性,混沌同步时间约为1 ns,混沌键控编码速率可达1 Gbit/s.研究结果对非相干光反馈与非相干光注入激光混沌同步保密通信系统的设计具有重要参考价值.     

基于非相干光反馈半导体激光器的双向混沌通信研究

提出了一种基于非相干光反馈半导体激光器的双向混沌通信系统,数值研究了该系统的同步特性及通信性能. 结果表明,当两个激光器参数一致时,系统能获得无延时的高质量混沌同步,实现实时双向通信;当激光器内部参数失配时,系统的同步性能及通信质量会受到一定的影响,但该系统对参数失配的容忍性较好,在一定的参数失配范围内,系统仍能实现较好的双向混沌通信. 关键词： 非相干光反馈 半导体激光器 混沌同步 双向通信     

基于混沌信号非相干光注入下两半导体激光器间的双向混沌通信

提出了基于同时受到一个驱动混沌信号非相干光注入的两个响应半导体激光器之间的混沌同步以实现双向保密通信的系统方案,并对系统的混沌同步特性以及两个响应激光器之间的内部参数失配对同步特性的影响进行了研究．研究结果表明：通过选取合适的系统参量,可以实现响应激光器与驱动激光器之间同步系数较小而两响应激光器之间达到高质量混沌同步;两响应激光器之间的内部参数失配对它们之间的同步性能虽然有一定的影响,但影响比较小．另外,本文还对两个2Gbit/s的信息在该系统中双向传输时的隐藏和解调效果以及系统的安全性进行了分析．     

近红外波段宽带时间低相干光参量放大技术

在激光驱动惯性约束核聚变研究中,具有宽带、低相干特性的时间低相干光源将有望降低激光与等离子体相互作用的不稳定性,成为新一代激光驱动装置的有力竞争者。实现高功率低相干光放大输出是低相干光驱动器能否应用于惯性约束聚变领域的核心。光参量放大具有大带宽、高增益、无热效应等优势,可避免能级型放大介质的光谱窄化问题,是实现宽带低相干光放大的有效方案。系统阐述了宽带时间低相干光参量放大技术的原理和技术特性,并基于实验验证了采用非共线相位匹配的近红外波段宽带时间低相干光级联参量放大过程,最终实现7×10⁷的放大增益和13.19%的转换效率。     

超混沌系统的耦合同步

利用相互耦合的方法在超混沌LC振荡电路中实现了混沌同步.给出了确定耦合系数的方法,计算了最大Lyapunov指数谱,讨论并给出了耦合系数与同步时间的关系.该方法在参数不匹配情况下失去了同步. 关键词： 超混沌 混沌同步 耦合系数     

多个部分非相干光孤子的相互作用

基于相干密度理论，数值地研究了在饱和对数非线性介质中多个部分非相干光空间孤子之间的相互作用. 数值结果表明，在非相干参量较小情况下，非相干光孤子的相互作用与相干光孤子的相互作用规律较类似. 当非相干参量较大时，强的非相干性模糊了孤子之间的相位关系，孤子间的相互作用主要以非相干相互吸引作用为主. 特别是在非相干参量较大而且孤子初始相对相位差为π的情况下，多个部分非相干光孤子可并行传播形成稳定的阵列孤子. 利用多个非相干光孤子的不同相互作用形态写入各种阵列波导，为实现光控制光、导向光提供了一种可能性. 关键词： 多个部分非相干光空间孤子 空间光孤子的相互作用 相干密度理论 饱和对数非线性     

双信道偏振复用保密通信系统的完全混沌同步的操控性研究

针对双信道偏振复用保密通信系统,利用线性电光效应,提出了一种新的完全混沌同步的控制方案.在该方案中,每一个线性偏振模的完全混沌同步质量随外加电场成准周期性变化.其变化规律:完全混沌同步?剧烈振荡;固定一定的外加电场,电光调制促使其完全混沌同步质量对偏置电流和反馈强度的稳健性获得极大的加强.在较大的偏置电流和反馈强度范围内,每一个线性偏振模能够实现完全混沌同步,并且调制到每一个线性偏振模的加密信号基本上能够恢复.     

电流调制半导体激光器的混沌及其同步

研究了电流调制半导体激光器的混沌及其同步.通过数值计算系统的最大Lyapunov指数随调制强度的变化情况,确定了激光器处于混沌态的参量区间.利用差值耦合与和值耦合两种方案实现了两激光器的混沌同步.两激光器相关系数的数值计算表明,两种方案的同步效果都很好,而和值耦合更易于实现两激光器的同步.以标准化系数为例,分析了两激光器参量不匹配对混沌同步的影响,当标准化系数的偏差保持在小范围内时,两激光器仍可达到较好的同步,而差值耦合同步的鲁棒性优于和值耦合.     

混沌超宽带系统的广义负熵盲检测机理研究

本文提出了利用广义负熵盲检测机理对混沌超宽带系统的进行非相干盲检测的研究方法, 在传输信道状态未知的情况下即可检测出混沌脉冲信号. 该方法能够克服用于超宽带无线电通信的直接混沌通信方案存在的实际应用问题, 能够有效解决未知复杂多径信道问题. 通过仿真结果分析表明, 采用非相干盲检测方法的直接混沌通信超宽带方案, 不需要信道状态信息, 具有很好的分离检测效果. 为未知非理想信道下, 非相干盲检测的混沌超宽带系统提出了新思路.     

Chaos synchronization and communication of mutual coupling lasers ring based on incoherent injection

A chaos secure communication system of mutual coupling lasers ring based on incoherent optical injection is proposed, in which fine tuning of optical frequency is not required compared with other schemes based on coherent optical injection. Therefore the secure communication scheme is attractive for experimental investigation. The dynamics of semiconductor lasers in the coupling ring are examined. Numerical investigations indicate that zero lag synchronization can be achieved under equal coupling time and strength of mutual coupling. Furthermore, by chaos shift keying (CSK), secure communication is simulated with a random bit stream of 1.0 Gbit/s. The results confirm the possibility of applying incoherent schemes of mutual coupling lasers ring to realize chaotic secure communication.     

Secure communication scheme using chaotic laser diodes subject to incoherent optical feedback and incoherent optical injection

We propose a secure communication scheme based on anticipating synchronization of two chaotic laser diodes, one subject to incoherent optical feedback and the other to incoherent optical injection. This scheme does not require fine tuning of the optical frequencies of both lasers as is the case for other schemes based on chaotic laser diodes subject to coherent optical feedback and injection. Our secure communication scheme is therefore attractive for experimental investigation.     

基于光电负反馈的激光混沌串联同步系统研究

提出了一种新的混沌中继系统，该系统基于光电负反馈的激光混沌串联同步.对该系统的同步性以及激光器内部参数失配对其同步性的影响进行了研究，并与基于光反馈的激光混沌串联同步系统进行了比较.研究结果表明：当系统参量满足一定条件时，该系统能实现完全同步；当激光器内部参数失配时，其混沌同步性会受到一定的影响，但该系统的混沌同步性对参数失配的容忍性要比基于光反馈的系统好得多.     

Chaos synchronization and communication of the polarization modes for two unidirectionally coupled vertical-cavity surface-emitting lasers

We theoretically investigate the synchronization performance of the polarization modes of two unidirectionally coupled vertical-cavity surface-emitting lasers (VCSELs), where the master VCSEL subjects to polarization-preserved optical feedback and the slave VCSEL subjects to polarization-preserved optical injection. We demonstrate that high synchronization can be achieved between corresponding polarization components of the master laser and the slave laser. We also analyze the influence of the internal mismatched parameters on the synchronization performance. Furthermore, this system is used to dual-channel communication and the different transmitted digital information is respectively recovered at each polarization branch of the slaver laser successfully with the encryption scheme of chaos masking (CM). The results open an opportunity for multichannel chaotic communication by utilizing different polarization components in single-mode or multi-transverse-mode VCSELs.     

Comment on: “Impact of modulated multiple optical feedback time delays on laser diode chaos synchronization” [Opt. Commun. 282 (2009) 3568]

Synchronization between laser diodes subject to multiple incoherent, delayed, optical feedback has been recently investigated [Shahverdiev, Shore, Opt. Commun. 282 (2009) 3568] through numerical simulations. Here, I explain that the model that was proposed and used is not suitable when the lasers are subject to multiple feedbacks of this kind.     

基于双光反馈垂直腔面发射激光器的双信道混沌同步通信

利用双光反馈垂直腔面发射半导体激光器(VCSELs) 两个正交偏振模式输出的两个混沌信号作为混沌载波, 构建了一个双信道的混沌保密通信系统, 并对该系统的通信性能进行了数值仿真研究.研究结果表明: 通过合理的选取反馈参量, 双光反馈VCSELs两个偏振模式输出的混沌信号能很好地隐藏外腔反馈延时特性; 双光反馈VCSEL两个偏振模式输出的混沌信号通过偏振保持注入到接收VCSEL中, 在强注入锁定条件下可以实现很好的混沌同步, 同步性能对频率失谐的容忍性随着注入强度的增加而加强; 在附加混沌调制加密方式下, 500 Mbit/s的信号在传输过程中能够得到很好的隐藏, 同时在接收端可以成功解调; 随着通信速率的增加, Q因子呈现下降的趋势, 但对于 6 Gbit/s的信息, Q因子仍大于6. 关键词： 垂直腔面发射激光器 双光反馈 双信道 混沌通信     

激光器自发辐射噪声对混沌光通信系统的影响

构建了基于外光反馈的混沌光通信系统模型, 通过引入Langevin噪声源, 建立了包含自发辐射噪声特性的主从式速率方程. 利用所得数学模型, 研究了系统中可能存在的两类同步:全混沌同步和普通注入锁模型混沌同步; 分析了两端激光器自发辐射噪声对此二类同步以及系统收发两端混沌信号的影响; 最后,以2.5Gb/s伪随机数字调制下的混沌掩蔽方式为例,介绍了系统的加/解密过程以及噪声对系统解码性能的影响. 关键词： 混沌光通信 外光反馈 光注入 混沌同步 自发辐射噪声