声光双稳系统中的混沌调制效应

由声光双稳系统的迭代模型出发,构造一种具有外部正弦信号调制的动力学系统,并数值研究声光双稳系统的混沌态在正弦调制下的动力学行为．结果表明,在正弦信号的调制下,系统状态呈现出间歇性混沌及多种演化模式,且随着调制幅度的增大,某些演化模式在一个调制周期内的出现次数增大,系统第一次出现周期窗口所需的迭代次数减小,系统状态的包络振幅增大．另外,调制频率的改变不影响系统的动力学性质,只改变系统演化模式的出现频率. 关键词：     

非简并光学参变振荡器的混沌控制

提出了一种实现非简并光学参变振荡器混沌控制的方法,用正弦信号调制非简并光学参变振荡器的驱动场和基模衰减率,使非简并光学参变振荡器从混沌态输出转化为周期态输出。基于李雅普诺夫(Lyapunov)指数谱、相图和时间序列的数值模拟结果表明,选择适当的调制幅度和调制角频率,只要满足系统最大的Lyapunov指数不大于0,即可将系统中的混沌控制到期望的周期轨道。     

控制强度对Bragg光学双稳系统混沌控制的影响

对Bragg光学双稳系统的混沌态提出位相延时反馈的控制方法 ,用数值方法研究了该系统的混沌态在控制强度调制下的动力学行为。结果表明 ,控制强度的取值不同可以使受控系统的状态呈现多种演化模式 ,调节控制强度值不断增加 ,能够有效地将受控系统稳定在所需的周期态和不动点上     

简并光学参量振荡器混沌反控制

提出一种实现简并光学参量振荡器混沌反控制的方法，用正弦信号调制简并光学参量振荡器的基模衰减率，使简并光学参量振荡器从定态输出转化为混沌态.数值模拟结果表明，选择不同的调制幅度和调制角频率，只要满足系统的最大李雅谱诺夫指数大于零，即可实现不同的混沌轨道重构.通过比较最大李雅谱诺夫指数λ_max随调制幅度和调制角频率变化曲线， 指出系统从周期态调制到混沌态比从无亚谐波输出的定态调制到混沌态更容易，有更宽的调制幅度和调制角频率选择范围. 关键词： 简并光学参量振荡器 混沌反控制 调制     

双稳随机动力系统信号调制噪声效应的数值分析

用数值方法研究了双稳随机动力系统的信号调制噪声效应.结果表明，正弦信号在系统输出中的效应仍为正弦信号，白噪声的效应则为维纳过程，通过选择合适的系统参数，可以减小系统输出中信号和噪声之间的耦合效应，系统可以大大抑制噪声，从而在双稳系统中可以产生信号调制噪声效应. 关键词： 双稳系统 信号调制噪声效应 随机共振     

光学双稳与混沌实验

借助自主研制的"液晶光电混合型光学双稳与混沌系统"研究了光学双稳态与混沌运动的一般规律.在有反馈的条件下,对于1个入射光强,存在着2个不同的透射光强,并以滞后迴线形式为特征,即系统呈现双稳态.依然在有反馈的条件下,系统的运动状态随着延迟时间的增加,由周期振荡、倍周期分岔演化到混沌,而且,混沌对于初始值具有高度敏感性.     

声光双稳态系统混沌的周期扰动控制

声光双稳混沌系统的参量受到进行周期扰动,在一定扰动强度下,可实现对混沌的控制.通过数值模拟,证明该方法的有效性,并计算了系统随扰动强度的状态演化和李雅普诺夫指数演化,揭示了扰动强度与系统状态的关系.在此基础上的实验研究,实验证实了对声光双稳混沌系统进行参量扰动可以有效控制混沌.     

非对称双稳耦合网络系统的尺度随机共振研究

研究了不同周期信号调制下非对称双稳耦合网络系统的尺度随机共振问题. 针对该网络系统, 首先运用高斯近似和役使原理对其进行了降维, 推导了其简化模型. 在绝热近似条件下, 利用Fokker-Planck方程分别得到了余弦信号和矩形信号调制下信噪比的解析表达式. 在此基础上, 研究了系统的尺度随机共振行为, 并讨论了非对称性、噪声强度、周期信号的振幅和耦合系数对系统尺度随机共振的影响. 结果表明, 两种情形下信噪比均是系统尺度的非单调函数, 说明在此网络系统中产生了共振现象. 关键词： 尺度随机共振 非对称双稳耦合网络系统 余弦信号 矩形信号     

激光混沌串联同步以及混沌中继器系统理论研究

提出混沌通信中继器设想，建立半导体激光器激光混沌全光中继器物理模型，理论证明了激光混沌中继器系统的同步.数值实现了发射系统、中继器系统、接收系统的混沌同步，分析了系统反馈系数和同步误差以及同步时间的关系.模拟了中继器系统在激光混沌保密通信中的应用，分别给出了具有正弦信号调制频率0.2GHz和数字信号0.2Gb/s速率的混沌通信以及同步误差分析，表明混沌中继器系统确能改善和提高激光混沌通信的解码质量.分析了中继器系统的带宽和20Gb/s高速率数字信号混沌通信以及同步误差，给出了具有正弦信号调制频率0.1—2 关键词： 混沌 同步 激光器 中继器     

高速多量子阱激光器混沌保密通信系统研究

研究了外部光注入高速多量子阱激光器激光混沌全光保密通信系统,导出系统同步方程,理论证明并数值实现了系统的同步,分析了增加反馈系数以缩短同步时间且增强系统同步稳定性的方法。研究分析了多量子阱激光器混沌隐藏和混沌键控保密通信全光调制解调系统模型,数值模拟了具有正弦调制信号的调制频率0．2GHz混沌模拟保密通信和数字信号调制速率20Gb／s的混沌数字保密通信以及调制速率0．05Gb／s混沌键控保密通信的应用,系统确实具有较高的保密性能和反破译能力;分析了混沌数字信号保密通信调制带宽20Gb／s调制解调时的同步误差以及混沌键控调制速率,系统都具有非常好的调制解调特性,且在高速混沌通信中,系统解调具有相对较小的同步误差,而1Gb／s是混沌键控通信的速率上限。     

调制深度引导CO_2激光器到达混沌

从描述CO2激光器的非线性方程出发,构造一种具有调制损耗的新动力学系统,并从理论上分析了这种调制损耗的CO2激光器的动力学行为。结果表明,在调制深度的引导下,系统由单一稳定输出转变为不稳定运行,呈现2nP倍周期振荡态及混沌态。     

Decryption characteristics in message modulation type chaos secure communication system using optical fiber ring resonators

Message modulation type chaos secure communication system using optical fiber ring resonators is analyzed numerically. It is found that the decryption characteristics degrades monotonically as the differences in parameters which are not included in the linear phase term becomes large, while they degrade periodically with a period of 2π as the differences in parameters included in the linear phase term increase. When a noise is added in the input light, the error dispersion in the message demodulation is determined by the noise level in the small parameter difference region, while the parameter differences it dominates in the large parameter difference region. Best decryption characteristics are always obtained at the minimum input power for the chaos generation, i.e., at the lowest Lyapnov exponent in chaos state in the message modulation type chaos secure communication system using optical fiber ring resonators.     

反馈强度调制增强混沌光通信的保密性

注入锁定式光混沌同步通信系统对收发机的参数失配有较大的容忍度,这在一定程度上降低了信息的安全性.提出采用反馈强度的调制来提高系统的保密性.数值模拟分析了调制前后系统提取信号质量的变化,以及收发机调制的速率失谐、延时对提取信号质量的影响.研究发现：仅在发射机增加反馈强度调制后,同步性恶化、误码率增大两个数量级,无法提取信号;而在接收机引入相同的调制后,系统同步性及误码率得到恢复.此外,收发机的反馈强度调制速率失谐和延时范围分别在±5 MHz和±0.1倍调制周期时,信息提取质量较高.反馈强度调制能够有效地增强传统混沌通信系统的保密性. 关键词： 反馈强度 调制 混沌通信 保密     

Nonequilibrium dynamics of parametrically excited cold atoms via magnetic field-gradient modulation

We propose that the driven cold atomic system whose trap potential is periodically perturbed via parametric modulation of the magnetic field-gradien is a novel system to investigate the complex dynamics in nonlinear dynamical systems. We calculate the atomic trajectories and basins of attraction by varying the modulation amplitude and the modulation frequency. The calculation results show parametric resonance similar to those in Kim et. al.'s work [Opt. Commun. 236 (2004) 349] on cold atoms under parametric modulation of trap laser intensities in the case of small modulation amplitude or low modulation frequency. As the modulation amplitude or the modulation frequency is increased, the nonlinear effects are enhanced so that the dynamics of the system shows a wide variety of nonlinear behaviors, such as period doubling and chaos. We experimentally demonstrate the parametric resonance when the magnetic field gradient is parametrically modulated, which evidences the realization of the proposed system. We expect that this system is useful for understanding the stochastic phenomena occurring between complex basins of attraction, such as fluctuation induced transitions across the complex basin boundaries.     

玻色-爱因斯坦凝聚体系中的混沌隧穿行为

研究了双势阱玻色-爱因斯坦凝聚(BEC)系统在外加周期调制下的混沌相变过程,着重讨论了混沌现象对BEC系统隧穿的影响.当外加调制频率与系统固有频率达到共振时,相平面会出现不稳定现象,即混沌现象.在量子情况下,研究了系统的Husimi函数随时间的演化.研究发现：当混沌现象出现时,系统中粒子间相互作用增大,使得混沌区域扩大,进而引起混沌辅助隧穿程度的变化. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 混沌 隧穿     

Study of dual-directional high rate secure communication systems using chaotic multiple-quantum-well lasers

A scheme of synchronized injection multi-quantum-well (MQW) laser system using optical coupling-feedback is presented for performing chaotic dual-directional secure communication. The performance characterization of chaos masking is investigated theoretically, the equation of synchronization demodulation is deduced and its root is also given. Chaos masking encoding with a rate of 5\,Gbit/s and a modulation frequency of 1\,GHz, chaos modulation with a rate of 0.2\,Gbit/s and a modulation frequency of 0.2\,GHz and chaos shifting key with a rate of 0.2\,Gbit/s are numerically simulated, separately. The ratio of the signal to the absolute synchronous error and the time for achieving synchronous demodulation are analysed in detail. The results illustrate that the system has stronger privacy and good performances so that it can be applied in chaotic dual-directional high rate secure communications.     

对称双势阱玻色-爱因斯坦凝聚系统在周期驱动下的动力学相变及其量子纠缠熵表示

研究了在对称双势阱玻色-爱因斯坦凝聚体系粒子间相互作用项上外加周期调制而引起的系统动力学相变,特别地研究了该系统通向混沌的相变过程.发现在一定驱动参数下,当外加调制频率与系统固有频率达到共振时,相平面会出现不稳定性现象,即混沌.在混沌区域,粒子在各量子态随机分布,平均布居数差在零附近波动.特别地,研究表明,混沌现象的出现可以用量子纠缠熵来表征,混沌现象出现时,两种平均纠缠熵都趋于它们的最大值. 关键词： 玻色-爱因斯坦凝聚 双势阱 混沌 纠缠熵     

对称双势阱玻色-爱因斯坦凝聚系统在周期驱动下的动力学相变及其量子纠缠熵表示

研究了在对称双势阱玻色-爱因斯坦凝聚体系粒子间相互作用项上外加周期调制而引起的系统动力学相变，特别地研究了该系统通向混沌的相变过程.发现在一定驱动参数下，当外加调制频率与系统固有频率达到共振时，相平面会出现不稳定性现象，即混沌.在混沌区域，粒子在各量子态随机分布，平均布居数差在零附近波动.特别地，研究表明，混沌现象的出现可以用量子纠缠熵来表征，混沌现象出现时，两种平均纠缠熵都趋于它们的最大值.