近年來,激光混沌信號由于帶寬大和物理隨機性好等特點,在安全保密通信、高速隨機數(shù)生成、激光雷達以及光時域干涉儀等應用中得到了廣泛研究和發(fā)展。其中,外腔反饋半導體激光器憑借其組成結構簡單、易于實現(xiàn)、易于模塊集成、以及在引入附加自由度情形下具有豐富的非線性動態(tài)特性等特點成為產生激光混沌信號常用的光源。然而,深入的研究也使得該激光器自身的缺陷暴露出來:一方面,由于半導體激光器外部光反饋所引起的馳豫振蕩,造成輸出激光混沌信號的頻譜不平坦和帶寬受限;另一方面,由于外部光反饋是一種線性反饋,導致輸出的激光混沌信號暗含周期性,而這種周期性可以通過自相關函數(shù)、延時互信息和排列熵等方法提取出時延標簽。激光混沌信號這兩個缺陷的存在嚴重限制了其在各個領域的應用,例如,在安全保密通信應用中,其安全性降低且通信速率受限;在高速隨機數(shù)生成應用中,隨機數(shù)的隨機性和提取速率降低;在激光雷達應用中,識別分辨率和準確度降低;在光時域干涉儀應用中,測量精度下降。因此,實現(xiàn)激光混沌信號的時延標簽抑制和帶寬增強技術具有重要的研究意義。針對傳統(tǒng)外腔反饋半導體激光器的缺點,本文利用具有非線性濾波特性的微環(huán)諧振器取代反射鏡,將半導體激... 

【文章來源】： 王亞軍 電子科技大學

【文章頁數(shù)】：64 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

外光反饋混沌激光器

電子科技大學碩士學位論文8圖2-1外光反饋混沌激光器外光反饋是最普遍最簡單的引入自由度方式。如圖2-1所示，SL在泵浦電流的驅動下，其輸出經過反射鏡反饋回激光器本身。激光器與反射鏡之間光往返傳播一周的時間對應外腔反饋時延；在兩者之間放置一個可調衰減器，用于控制反饋光的強度，通過調節(jié)衰減強度可以使激光器輸出具有不同的動態(tài)特性，具體可以分為5個不同的區(qū)域[42]：極弱反饋區(qū)域（反饋系數(shù)小于0.01%）；弱反饋區(qū)域（反饋系數(shù)小于0.1%）；反饋系數(shù)的大小位于0.1%附近的窄區(qū)域；中度反饋區(qū)域（反饋系數(shù)約為0.1%）；以及強反饋區(qū)域（反饋系數(shù)大于10%）。在這5個區(qū)域中，激光器輸出表現(xiàn)出豐富的動態(tài)特性，特別是在最后一個區(qū)域，SL表現(xiàn)出的混沌動態(tài)特性引起了學者們的廣泛研究和應用。2、外部光注入圖2-2外部光注入混沌激光器如圖2-2所示的外部光注入方式，是將附加驅動激光器D的輸出光信號注入到主激光器M中。通過可調衰減器調節(jié)驅動激光器注入到主激光器中光的強度，可以使激光器工作在單周期、倍周期、準周期和混沌等非線性動態(tài)狀態(tài)。該激光混沌系統(tǒng)在寬帶混沌信號的產生以及混沌同步的應用中得到了廣泛研究。3、光電反饋圖2-3光電反饋混沌激光器

電子科技大學碩士學位論文8圖2-1外光反饋混沌激光器外光反饋是最普遍最簡單的引入自由度方式。如圖2-1所示，SL在泵浦電流的驅動下，其輸出經過反射鏡反饋回激光器本身。激光器與反射鏡之間光往返傳播一周的時間對應外腔反饋時延；在兩者之間放置一個可調衰減器，用于控制反饋光的強度，通過調節(jié)衰減強度可以使激光器輸出具有不同的動態(tài)特性，具體可以分為5個不同的區(qū)域[42]：極弱反饋區(qū)域（反饋系數(shù)小于0.01%）；弱反饋區(qū)域（反饋系數(shù)小于0.1%）；反饋系數(shù)的大小位于0.1%附近的窄區(qū)域；中度反饋區(qū)域（反饋系數(shù)約為0.1%）；以及強反饋區(qū)域（反饋系數(shù)大于10%）。在這5個區(qū)域中，激光器輸出表現(xiàn)出豐富的動態(tài)特性，特別是在最后一個區(qū)域，SL表現(xiàn)出的混沌動態(tài)特性引起了學者們的廣泛研究和應用。2、外部光注入圖2-2外部光注入混沌激光器如圖2-2所示的外部光注入方式，是將附加驅動激光器D的輸出光信號注入到主激光器M中。通過可調衰減器調節(jié)驅動激光器注入到主激光器中光的強度，可以使激光器工作在單周期、倍周期、準周期和混沌等非線性動態(tài)狀態(tài)。該激光混沌系統(tǒng)在寬帶混沌信號的產生以及混沌同步的應用中得到了廣泛研究。3、光電反饋圖2-3光電反饋混沌激光器

【參考文獻】：
期刊論文
[1]Time delay signature concealment of chaotic semiconductor laser subject to nonlinear feedback[J]. 薛琛鵬,江寧,呂韻欣,邱昆.  Chinese Optics Letters. 2016(09)
[2]Enhancement of chaotic carrier bandwidth in a semiconductor laser transmitter using self-phase modulation in an optical fiber external round cavity[J]. YAN SenLin School of Physics and Electronic Engineering, Nanjing Xiaozhuang University, Nanjing 210017, China.  Chinese Science Bulletin. 2010(11)

博士論文
[1]基于互注入半導體激光器的混沌同步系統(tǒng)研究[D]. 江寧.西南交通大學 2012
[2]微環(huán)諧振器及應用的理論與實驗研究[D]. 張小貝.華中科技大學 2009



本文編號：2938720