双星并联光纤激光同步网络研究

提出双星光纤激光同步网络,具体研究双星交叉驱动-反相控制并联光纤激光同步网络系统与理论。该网络的结构和光学特点是：先利用双环掺铒光纤激光器构成网络“双星”激光双驱动源;然后采用“双星交叉驱动”对两组并联的多个单环掺铒光纤激光器进行驱动,由此构成双星交叉驱动两组并联光纤激光网络;最后分别利用“反相位控制与光学驱动”技术实现两组网络并联节点的同步,并进一步实现两组网络并联节点与双星的交叉同步,即实现双星光纤激光同步网络功能。由此设想与构建,给出网络的数学物理光学方程组。从理论上证明了网络并联节点簇同步以及网络节点与双星的交叉同步,形成了网络“星-节点”同步簇理论模式,并成功预测了双“星-节点”并列同步簇的存在。针对两组相互独立并联节点簇的单环掺铒光纤激光器以及作为网络双星的双环掺铒光纤激光器对应激光环的同步进行了数值模拟。本研究发现了网络的单“星-节点”同步簇、混沌同步簇、类周期同步簇、并列双“星-节点”同步簇等。本文还讨论了不同参数条件下双星交叉驱动-反相位控制并联同步光纤激光网络功能的实现。本研究对于光学网络、光纤激光同步网络及其应用具有重要的参考价值。     

双环掺铒光纤激光器混沌控制产生周期脉冲及多周期现象研究

研究了双环掺铒光纤激光器混沌控制产生周期脉冲以及多周期现象,并提出了光调制器调制泵浦控制、外部光注入控制、光衰减器控制、光延时时间控制器控制以及相位控制器控制和连续键控反馈光等多种双环掺铒光纤激光器的混沌控制方法.结果表明:用光调制器调制泵浦光能控制激光到周期态及多周期态;用外部光注入能控制激光到单周期态、双周期态、三周期态、四周期态、五周期态以及多种高周期态等,能形成多种形式相空间图样,产生双环掺铒光纤激光器独特的激光单锁模拟和双锁模拟现象;用外部光路反馈控制时,在负反馈条件下,用时间控制器控制反馈光的延时时间能控制激光到不同的周期态和双周期态,用光衰减器控制光的强度能控制激光到稳定态及周期态,用相位调制器控制反馈光的相位进行负反馈和正反馈转换时能有效地控制激光进入到稳定态及周期态;连续键控反馈光相位能控制激光到多周期态等.整个控制系统能动态、有效地控制产生周期光脉冲以及多种新颖的多周期态等.     

激光混沌并行串联同步及其在中继器保密通信系统中的应用

研究了两个不同半导体激光器的相互耦合与其他激光器之间的混沌并行同步和多周期并行同步.提出激光并行串联复杂动力学系统与网络,给出光学光路与数学物理模型.由此提出中继器运行原则,给出了信道编码方程.成功实现了激光混沌再生与发送,分别完成了有中继器系统的两个异路混沌加密通信.这是一种新型的混沌编码网络系统,具有中继器核心技术要素,它具有多变量、高维度、多密钥以及两路不同混沌载波特点,具有高度的安全性、不易被破解等特性.其研究结果对混沌在保密通信应用、光网络和激光技术的研究具有重要的参考价值.     

Small-Signal Analysis of Performance Characterization of Chaotic Masking Decoding in Injected Semiconductor Lasers

Performance characterization of chaotic masking encoding and decoding is studied in synchronization injected semiconductor lasers under condition of injected-feedback. The modulation response function of chaotic masking encoding and its response factor are theoretically deduced and analysed by small-signal analysis. It is numerically demonstrated that there are peak values between 1.52 GHz and 3.18 GHz when the injection coefficient is between 0.2 and 0.8. The chaotic synchronization error equation is theoretically deduced and its root is given by small- signal analysis under condition of chaotic masking encoding. The chaotic decoding formula is also theoretically demonstrated. There are the least dale values of synchronization errors between the modulation frequencies of 0.79GHz and 1.91 GHz when the injection coefficient is between 0.1 and 0.8 in numerical simulation. The numerical result is well consistent with the theoretical demonstration.     

增益可调半导体激光器混沌偏振延时双反馈周期的控制方法

提出增益可调半导体激光器混沌偏振延时双反馈控制方法,分别建立了垂直正交偏振延时双反馈、偏振π/2转动延时反馈控制以及同偏振面方向延时正负反馈激光动力学物理模型等.通过调节激光器外腔光路中的平面镜可控制一平面偏振反馈光的延时时间,或调节一偏振反馈光的偏振面到另一个偏振反馈光的偏振面方向上,或者通过偏振器对偏振光进行相位补偿都可以进行激光混沌控制.数值结果证明该方法可以有效控制激光混沌到周期态等.     

Period-control and chaos-anti-control of a semiconductor laser using the twisted fiber

A novel semiconductor laser system is presented based on a twisted fiber.To study the period-control and chaos-anticontrol of the laser system,we design a type of optic path as a control setup using the combination of the twisted fiber and the polarization controller while we present a physical dynamics model of the delayed dual-feedback laser containing the twisted fiber effect.We give an analysis of the effect of the twisted fiber on the laser.We use the effects of the delayed phase and the rotation angle of the twisted fiber and the characteristics of the system to achieve control of the laser.The laser is deduced to a stable state,a double-periodic state,a period-6 state,a period-8 state,a period-9 state,a multi-period state,beat phenomenon,and so on.The periodic laser can be anti-controlled to chaos.Some chaos-anti-control area is found.The laser system is very useful for the study of chaos-control of the laser setup and the applications of some physics effects.     

光注入MQW半导体激光器分岔及其动力学稳定性

研究外部光注入多量子阱激光器四维系统动力学行为及其分岔,数值模拟了外部光注入光强度、频差以及激光器线宽增强参数、驱动电流对分岔的影响,分别得到激光由分岔、周期、多周期进入混沌的过程以及激光混沌频谱.给出了多量子阱激光器静态锁模最大频域公式,导出了注入多量子阱激光器四维系统的一次近似下扰动方程和本征值方程及解,给出了该系统的Hopf分岔条件,理论和数值分析了系统的动力学稳定性行为,并进一步模拟得出激光单周期、双周期、六周期时振荡频率等值.