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.     

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.     

基于光电反馈延迟的多点耦合混沌同步和通信

为了实现稳定的、可以同时同步的多点混沌通信,提出一种基于光电反馈延迟的双向混沌通信模型和多点耦合的混沌同步模型。在双向混沌通信模型中引入了时间延迟和混沌调制信息加密技术,增加了系统的安全性。数值分析了系统的同步性能、安全性能和通信性能,研究结果表明,系统能够历经很短的时间实现高质量的、稳定的同时同步,实现双向通信。并且延迟时间、信息信号功率、激光器光信号功率、相位的改变在其他参数匹配的情况下,不会降低系统的同步性能,即系统的信息信号功率、光信号功率、延迟时间、相位均可作为系统的密钥,提高系统的安全性。这种双向混沌通信模型可以拓展为符合一定拓扑结构的多点耦合混沌通信模型,并且推测随着网络中节点数的增加,系统的复杂度增加。     

双路激光混沌复用系统的混沌同步及安全性能研究

针对一种新型的双路激光混沌复用系统, 建立相应的速率方程模型, 详细分析了两个主激光器的单个参数失配、多个参数同时失配、反馈强度差异以及频率失谐对混沌同步性能的影响, 并对此复用系统的安全性能和频谱性能进行了研究. 研究结果表明: 采用参数失配方案, 通过合理选择两个主激光器的参数, 可以保证两个主激光器之间的同步性能较差而两对主从激光器间实现高品质的混沌同步, 因此满足双路激光混沌复用的条件; 两个主激光器之间的参数失配对它们之间的同步性能影响较大, 然而对配对主从激光器间同步性能的影响并不明显, 进一步说明参数失配方案的有效性和可行性. 另外, 通过自相关函数和频谱分别分析混沌复用信号的时域和频域特征, 发现双路激光混沌复用系统可提供更高的安全性.     

平坦宽带混沌激光的产生及同步

利用光纤环长外腔光反馈半导体激光器产生了频谱平坦的宽带混沌激光,其对应的激光频谱可有效地隐藏外腔的谐振频率,增加了系统的保密性.通过单向耦合方式,将产生的混沌激光注入到另一个参数相近的半导体激光器中,实现了平坦宽带混沌同步输出,两同步激光器输出的相关系数达到084.同时实验研究了注入强度和主从激光器的频率失谐对同步质量的影响,结果表明在强光注入锁定下,在很大频率失谐范围内均可实现同步,而且注入强度越大,主从激光器输出的相关系数越大,维持混沌同步所允许的频率失谐范围越大. 关键词： 混沌同步 单向光纤环 光反馈 半导体激光器     

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     

非线性光电延时反馈混沌同步复用通信系统研究

提出了一种基于电光调制器的非线性光电延时反馈超混沌复用通信系统.与传统混沌通信系统不同,其混沌波形不是由激光器产生,而是由电光调制器产生,该系统具有非线性维数高、易于再生和精确控制的优势.介绍了信号调制反馈延时的编码方法和相关检测解码方法,数值仿真了三条支路的高速复用与解复用,分析了误码产生的主要原因,并进一步研究了光...     

基于LSTM的激光混沌同步通信

针对激光混沌保密通信系统中混沌信号接收双方硬件参数难以完全匹配的问题,用长短期记忆神经网络对发射端产生的大量混沌加密信号和部分载波信号进行充分训练,最终得到一个与发射端激光器系统高度相似的神经网络模型,并用此非线性模型代替接收端进行解密,实现了2 Gbit/s的混沌同步通信。该方法明显降低了混沌同步的复杂性。探讨了不同节点数量、耦合系数以及信噪比对于同步通信的影响,结果表明同步系数可以高达0.999 966,均方根误差达到10^-3量级,误码率低至10^-10量级。最后通过图像传输系统验证了方案的可行性。     

双光反馈半导体激光混沌系统中外腔延时反馈特征的抑制

在一个双光反馈半导体激光混沌系统中,固定其中一个反馈腔镜(固定腔M₁)的反馈延迟时间以及反馈强度,实验研究了另一个反馈腔镜(可变腔M₂)的反馈延迟时间以及反馈强度对系统混沌输出的延时反馈特征的影响.研究结果表明:在可变腔M₂与固定腔M₁的反馈强度相等的条件下,改变M₂的腔长,当其腔长约等于(但不能严格等于)M₁的腔长或者腔长的一半时,系统将呈现较好地抑制延时反馈特征效果;当M 关键词： 半导体激光器 双光反馈 混沌输出 延时特征     

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．     

Chaos synchronization in injection-locked semiconductor lasers with optical feedback

Based on the rate equations, we have investigated three types of chaos synchronizations in injection-locked semiconductor lasers with optical feedback. Numerical simulation shows that the synchronization can be realized by the symmetric or asymmetric laser systems. Also, the influence of parameter mismatches on chaos synchronization is investigated, and the results imply that these two lasers can achieve good synchronization, with smaller tolerance of parameter mismatch existing.     

Bidirectional chaos synchronization and communication in semiconductor lasers with optoelectronic feedback

In this paper, a bidirectional chaos communication system based on the optoelectronic feedback semiconductor lasers (SLs) is presented, and the synchronization characteristics and the communication performances of such system are simulated numerically. The results show that the high-quality synchronization with zero lag time and simultaneous bidirectional message transmission can be realized under the suitable system parameters; the internal parameter mismatches of the lasers have influence on the synchronization quality and communication performance, but this system still possesses good robustness to parameter mismatches. Meanwhile, the security can be ensured through a suitable encoding-decoding technique.     

Synchronous implementation of optoelectronic NOR and XNOR logic gates using parallel synchronization of three chaotic lasers

The parallel synchronization of three chaotic lasers is used to emulate optoelectronic logic NOR and XNOR gates via modulating the light and the current. We deduce a logical computational equation that governs the chaotic synchronization, logical input, and logical output. We construct fundamental gates based on the three chaotic lasers and define the computational principle depending on the parallel synchronization. The logic gate can be implemented by appropriately synchronizing two chaotic lasers. The system shows practicability and flexibility because it can emulate synchronously an XNOR gate, two NOR gates, and so on. The synchronization can still be deteceted when mismatches exist with a certain range.     

Performance characteristics of positive and negative delayed feedback on chaotic dynamics of directly modulated InGaAsP semiconductor lasers

The chaotic dynamics of directly modulated semiconductor lasers with delayed optoelectronic feedback is studied numerically. The effects of positive and negative delayed optoelectronic feedback in producing chaotic outputs from such lasers with nonlinear gain reduction in its optimum value range is investigated using bifurcation diagrams. The results are confirmed by calculating the Lyapunov exponents. A negative delayed optoelectronic feedback configuration is found to be more effective in inducing chaotic dynamics to such systems with nonlinear gain reduction factor in the practical value range.      

光电负反馈下单向耦合注入垂直腔表面发射激光器的混沌同步特性研究

基于自旋反转模型（SFM）,对光电负反馈下单向耦合注入垂直腔表面发射激光器（VCSEL）的混沌同步特性进行了数值仿真和理论分析.研究结果表明：随着反馈强度的增加,激光器输出功率呈现两个不同的混沌区域.在单一偏振模区域,能实现很好的同步性,但接近两模共存时,同步质量急剧下降;在两模共存区域,偏振模的连续性差,同步质量不理想.两模共存时的同步质量比单一偏振模差的这一特性,与已报道的基于光反馈的情景相反.产生这一特殊现象的原因是光电负反馈诱发了偏振模竞争效应.此外,还发现内部参数的变化对两个混沌区域的选取有较大 关键词： 线性偏振模 光电负反馈 垂直腔表面发射激光器（VCSEL） 混沌同步     

Theoretical investigations of cascaded chaotic synchronization and communication based on optoelectronic negative feedback semiconductor lasers

In this paper, a novel chaotic relay system, based on cascaded synchronization in optoelectronic negative feedback chaotic semiconductor lasers, is presented. Synchronization characteristics and the influence of parameter mismatches on synchronization performances are investigated. The results show that the complete synchronization can be achieved under suitable system parameters; internal parameter mismatches of the lasers have influence on synchronization quality, but the system possesses more robustness to parameter mismatches compared with cascaded synchronization based on coherent optical feedback. Moreover, communication related issues are also investigated. Under the additive chaos modulation (ACM) encryption scheme, encoded messages can be successfully extracted at both mediator laser (ML) and receiver laser (RL) parts; parameter mismatches of the lasers will affect messages decoding, but the influence is not strong.     

面发射分布反馈半导体激光器

本文详细阐述了面发射分布反馈半导体激光器(SE-DFB-LD)的基本工作原理、结构设计及其工作性能,针对国内外研究最新进展与发展现状进行了总结和评述,并在此基础上,对面发射半导体激光器的研究工作和发展趋势做出了进一步的讨论和展望。随着面发射分布反馈半导体激光器各性能指标的不断优化提升和后期加工、装调技术的逐渐成熟,其将不断满足科学研究及工业、军事等实际应用领域对半导体激光器的需求,具有很大的发展潜力。     

激光混沌并联同步及其在全光逻辑门中的应用研究

提出多量子阱激光器混沌“主-从-响应”式结构同步系统,研究其并联同步在光学逻辑门中的应用. 利用一个注入多量子阱激光器混沌系统注入驱动实现了两个响应多量子阱激光系统的混沌并联同步,同时还获得了“主-从”式结构的混沌同步. 基于响应子系统的混沌并联同步思想,提出了全光逻辑门的基本理论模型并定义了计算原则与方法. 利用光的外部调制方法对两个驱动光进行调制与控制,让两个响应子系统实现同步与非同步,使系统获得了并具有全光逻辑门函数功能与特点,并成功地进行了数字逻辑计算. 具体提出了全光XNOR、NOR、NOT等逻辑门及逻辑计算方法,数值模拟结果证明了系统方案的可行性. 关键词： 混沌 同步 逻辑门 多量子激光器