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．     

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。     

基于反馈精确线性化的混沌系统同步控制方法

应用精确线性化方法，通过严格的状态变换和反馈方法，将非线性混沌系统线性化. 考虑到系统的部分状态变量无法测量，设计了混沌系统的状态观测器，求解出了状态观测器的反馈控制律. 将这种控制方法应用于Lorenz混沌系统的同步控制，仿真结果表明，系统三个状态变量的同步误差均能在很短的时间内收敛到零.因此，该同步控制方法在保证闭环系统稳定的前提下，具有较好的同步控制快速性和较高的控制精度. 关键词： 反馈线性化 混沌同步 状态观测器     

混沌Arneodo系统的输出反馈同步

对Arneodo混沌系统进行输出线性反馈同步.基于线性稳定性定理,给出了一个同步渐近稳定的充分条件,和同步渐近稳定的反馈系数的范围.对同步系统进行数值仿真,验证了方法的有效性和抗噪声能力. 关键词：     

混沌系统的速度反馈同步

从线性反馈同步、广义同步、耦合同步三个方面讨论了混沌系统的速度反馈同步，计算了速度反馈同步所需要满足的反馈系数的条件，并与一般意义下的位移反馈同步系数进行了比较，结果表明速度反馈系数均大幅度减小，从而降低了同步的复杂度和代价.数值仿真表明了该方法有效可行. 关键词： 混沌 反馈 同步 最大Lyapunov指数     

基于光电反馈的激光混沌并联同步系统研究

提出了基于光电反馈的激光混沌并联同步方案,对可能存在的两种同步——广义同步和完全同步进行了研究,着重讨论了激光器内部参数失配对发射与接收激光器之间以及并联接收激光器之间同步特性的影响.研究结果显示：在一定范围内,同样的内部参数失配下,并联接收激光器之间的同步效果明显优于发射激光器与接收激光器之间的同步效果. 关键词： 半导体激光器 混沌同步 光电反馈 参数失配     

光电反馈混沌系统脉冲同步特性研究

提出光电反馈混沌状态下的混沌脉冲同步.首先, 对激光器的混沌动力学方程进行了数值分析, 通过改变反馈系数和脉冲系数来观测混沌状态的变化, 实现了对混沌激光器的控制;然后, 对脉冲同步方程进行数值分析, 给出了同步的模拟图.实验结果表明此方法能实现混沌同步.     

统一混沌系统的反馈同步

应用线性、非线性和广义同步三种反馈方法,研究了一个新的单参数统一混沌系统的反馈同步问题.研究表明,线性反馈同步和广义同步中控制参数k的下确界与系统的最大Lyapunov指数λ有关,并且导出了非线性反馈同步的控制参数p,q与统一系统参数α的关系.数值仿真表明反馈同步方法的有效性和理论结果的正确性. 关键词： 统一混沌系统 反馈同步 控制 最大Lyapunov指数     

用双滤波反馈半导体激光器产生低延时特征的混沌信号

将两个法布里-珀罗干涉仪作为双外腔构成双滤波反馈半导体激光器,获取低延时特征混沌信号,理论研究了反馈时间、反馈强度、滤波器带宽以及滤波器中心频率与激光器中心频率之间的频率失谐对双滤波反馈半导体激光器混沌输出延时特征的影响.研究结果表明:当两个腔的反馈延迟时间之差约等于激光器弛豫振荡周期的一半时,输出混沌信号的延时特征抑制效果相对较好.在此基础上,通过合理选择反馈强度、滤波器带宽、滤波器中心频率与激光器中心频率之间的频率失谐,双滤波反馈半导体激光器输出混沌信号的延时特征被进一步抑制.最后,绘制混沌延时特征在滤波器带宽和频率失谐构成的参量空间的分布图,确定获取低延时特征的混沌信号所需的反馈参量范围.     

弱光反馈下正交时变光注入VCSEL的双稳特性研究

基于垂直腔面发射激光器(VCSEL)的自旋反转模型(SFM),研究了弱光反馈下正交时变光注入VCSEL的双稳特性。研究结果表明,当副激光器(S-VCSEL)受到主激光器(M-VCSEL)正交时变光注入时,弱光反馈的引入不改变正交时变光注入VCSEL的双稳宽度随光注入扫描速率增大而增大的性质;对于确定的光注入扫描速率,随着反馈强度的增大,双稳宽度将变窄;当M-VCSEL与S-VCSEL之间存在频率失谐Δν(等于νm-νs,νm、νs分别为主、副激光器自由运行时的频率)时,随着Δν从负值逐渐增加到正值,双稳宽度总体呈现先减小后增大的趋势,无反馈时在负频区域双稳环宽度呈现的较大波动在引入光反馈后可得到一定程度的抑制。     

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.     

单模激光Lorenz系统与3D混沌系统之间的混沌同步

研究了异结构混沌系统之间的同步控制问题.采用非线性反馈控制方法实现了3D混沌系统和单模激光Lorenz混沌系统之间的混沌同步.根据系统的稳定性理论,得到了非线性反馈控制器的结构和反馈控制增益的取值范围.仿真模拟的结果表明:目标系统和响应系统达到完全同步,两系统状态变量随时间的演化轨迹完全一致,并且误差变量经过短暂的时间序列以后始终平稳地趋于零.仿真模拟的结果证明了这种方法的有效性.     

Gamma-Gamma湍流信道中大气光通信系统误码特性分析

大气信道中的大气湍流是影响无线激光通信系统性能的主要因素之一, 其引起的强度闪烁效应会对接收信号的提取和还原造成很大干扰。基于Gamma-Gamma概率分布的大气湍流信道统计模型, 研究了利用副载波相移键控(PSK)强度调制技术的大气光通信系统的误码特性; 推导了副载波二进制相移键控(BPSK)及开关键控(OOK)两种调制模式下的系统误码率表达式; 对在一定条件下的大气光通信系统, 比较了副载波BPSK和OOK两种调制模式的误码特性; 分析了链路特征、接收口径尺寸、通信波长和天顶角等因素对系统误码率的影响。结果表明, 增大接收孔径和通信波长都能有效地降低系统误码率, 而天顶角的增大则会使系统误码率增加, 副载波BPSK调制模式的误码特性要优于OOK调制模式的误码特性。     

Effect of Quantum Interference from Incoherent Pumping Field and Spontaneous Emission on Controlling the Optical Bistability and Multi-Stability

Optical bistability (OB) and optical multi-stability (OM) of a four-level Λ-type atomic system with two fold lower levels inside a unidirectional ring cavity is investigated. The effect of quantum interference arising from spontaneous emission and incoherent pumping on OB and OM is discussed. It is found that the threshold of OB and OM can be controlled by quantum interference mechanisms. In addition intensity of coupling field and the rate of an incoherent pumping field on behavior of OB and OM are then discussed.     

基于激光二极管光反馈效应的肌肉震颤测量系统

介绍一种测量肌肉震颤频率和幅度的无损伤、非接触光学方法。分析了在直接频率调制下 ,激光二极管中的光反馈效应 ,探讨了振动微小位移和速度的理论模型。设计并研制了一套基于光反馈效应的直接频率调制激光二极管光电探测系统。利用该系统对微弱机械振动信号进行了探测 ,表明该系统能用于肌肉震颤的测量。最后介绍了人体前臂内侧屈肌群紧张收缩时 ,肌肉震颤的光学测量结果     

基于BPSK的无线光通信实验研究

数字式调制与许多模拟调制方式相比,在相同的信噪比条件下误码率低.基于BPSK编码方式和微弱信号检测及单片机技术,针对光在大气通信中遇到的实际困难,提出了一种低信噪比条件下的点对点通信实验方案.该方案发送数据的相位精度高,可控性好,接收端前置放大器动态范围宽,解码能力强.