混沌激光相关法测距系统的信号采集与处理

 混沌激光相关法测距技术可用于汽车防撞、光纤及电缆断点检测等,其中混沌信号的快速采集、存储以及处理是重要的单元技术。基于数据采集卡设计并实现了混沌激光测距系统的数据采集与处理,利用Visual Basic平台,开发了采集、存储的控制软件,并提出和编制了平均离散消除算法以实时地实现混沌信号的高信噪比相关运算。利用该采集处理系统,实验获得了低于±0.25 m的光纤断点定位精度。     

大幅度增加弛豫振荡频率来实现毫米级外腔半导体激光器的外腔机制转换

混沌外腔半导体激光器输出明显存在弛豫振荡特征,弛豫振荡频率小于外腔振荡频率时,外腔半导体激光器输出态是短腔机制;反之,外腔半导体激光器输出态是长腔机制.首先对比分析了弛豫振荡频率为5.6 GHz,腔长对频谱有效带宽的影响.然后同时调节注入电流和载流子寿命来大幅度地增加弛豫振荡频率.最后在弛豫振荡频率为40 GHz、腔长为毫米级(4—20 mm)时,实现由短腔机制到长腔机制的转换,进而分析了外腔反馈率和外腔长对外腔半导体激光器频谱带宽的影响.分析结果表明:短腔机制下,输出混沌态不稳定,0.1 mm的偏差就会导致混沌态与非混沌态之间的转化;长腔机制下,输出混沌态稳定,输出混沌区域较大,证明长腔机制下更有益于获得宽带连续的混沌区域.在弛豫振荡频率为40 GHz、外腔长度为毫米级时,实现了外腔半导体激光器的长腔机制,从而增大了高带宽混沌的参数空间.     

1 342 nm激光泵浦光子晶体光纤受激喇曼散射的实验研究

利用调Q Nd∶GdVO4 激光器为泵浦源,对100 m非线性光子晶体光纤中受激拉曼散射谱的形成过程进行了实验研究.随着泵浦功率的增加,在中心~1 575 nm处得到一个宽带光谱,并观察到光谱内部出现能量红移现象,使得光谱能量从1 546 nm处转移到1 615 nm.     

脉冲半导体激光器时基脉冲的实验对比测量

以脉冲半导体激光器为例，对3种测量激光脉冲时基抖动技术进行了对比实验。这3种测量技术分别是：基于宽带取样示波器的时基抖动测量技术;基于相位比较检相器的相位噪声测量技术和基于频谱仪的谐波频谱分析技术。对比研究发现：基于宽带取样示波器的时基抖动测量技术适用于脉冲宽带及脉冲抖动较大的光脉冲；基于频谱仪的谐波频谱分析技术适用于低重复频率光脉冲的抖动测量；基于相位比较检相器的相位噪声技术测量精度高、动态范围大、结果可靠，对于高重复频率的超短光脉冲，建议选用相位噪声测量技术测量激光脉冲的时基抖动。     

Period Doubling in a Fabry-Perot Laser Diode Subject to Optical Pulse Injection

Experimental study and numerical simulations of the period doubling of injected optical pulses in Fabry-Perot laser diodes are presented. In our experiments, the period doubling is achieved within a wide input frequency range and the period doubling of the injected optical pulses with 6.32 GHz repetition rate is investigated in detail. The obtained experimental results indicate that period doubling occurs at an appropriate injected optical power level when the bias current of the Fabry-Perot laser diode is located in lower ranges. Moreover, the experimental observed features have been numerically demonstrated by using a coupled rate-equation model. Numerical simulations are consistent with the experimental results.     

硬件加密的扩频通信方案

提出了一个利用混沌激光源产生1 Gbit/s的随机序列作为扩频码的方案.理论分析表明,该随机序列克服了伪随机序列的周期性,在扩大扩频码容量的同时实现了扩频码可变,提高了通信安全性. 利用Simulink软件对该扩频系统进行仿真.结果表明,当信息速率一定时,扩频增益越大,误码率越低,与理论结果相符.与传统的扩频系统相比,该方案在提高系统抗干扰能力的同时也增强了保密性. 关键词： 扩频通信 随机序列 混沌激光源     

外腔半导体激光器随机数熵源的腔长分析

利用光反馈半导体激光器产生的混沌激光作为随机数熵源,详细研究了混沌源外腔长度对500Mbit/s随机数特性的影响.研究表明:在单路混沌源情况下,外腔反馈引起的谐振会使产生的随机序列具有弱周期性,且当外腔反馈时间与采样时间的比值为整数时,产生序列的随机性最差,仅能通过NIST统计测试2,3项;在两路混沌源情况下,当混沌源的外腔长不相等且不成比例时,通过两路异或处理可消除由外腔反馈引起的弱周期性,产生的随机序列能够通过NIST的全部统计测试项.     

混沌光通信与混沌激光测距的研究进展

激光器的不稳定性是一个普遍现象,而混沌是激光器不稳定性的一个重要特例。近年来,基于混沌激光的一些应用技术相继被提出及完善。结合国内外研究现状,简要介绍了混沌激光在通信及测量领域的应用,包括混沌保密通信、混沌激光雷达和混沌光时域反射仪等技术,并指出了混沌光通信与混沌激光测距的发展趋势。     

高超噪比宽带毫米波噪声信号光子学产生研究

受电子器件工作频率及功率的限制,传统电子学方法产生的噪声源的超噪比通常小于20 dB,针对这一问题,本文提出了一种基于非相干光拍频产生高超噪比宽带毫米波噪声技术.首先,用两个光滤波器对宽带放大自发辐射光源进行滤波整形.将获得的两束频率不同的放大自发辐射光耦合进入光电探测器进行拍频,从而产生电噪声信号.理论分析发现,通过...     

Pulse-Width Jitter Measurement for Laser Diode Pulses

Theoretical analysis and experimental measurement of pulse-width fitter of diode laser pulses are presented. The expression of pulse power spectra with all amplitude jitter, timing jitter and pulse-width jitter is deduced. The power spectra with and without pulse-width fitter are that the pulse-width jitter will contribute considerably numerically simulated. The simulation results indicate noise to the pulse power spectrum while the product of pulse width and angular frequency is larger than 1. The experimental measurement of pulse-width fitter of a gain-switched Fabry-Perot laser diode with 2.4 GHz repetition rate is also reported. In comparison of the noise power spectra of the first, fourth and seventh harmonics of the pulse repetition rate, 2.3ps pulse-width jitter is obtained.