本文關(guān)鍵詞：半導體環(huán)形激光器的混沌及其同步研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

《太原理工大學》 2015年

半導體環(huán)形激光器的混沌及其同步研究

薛萍萍  

【摘要】：混沌以及混沌同步是兩個重要的研究方向,基于混沌信號的隨機數(shù)的產(chǎn)生以及混沌信號在雷達測距等方面都有著廣泛的應用�；煦缤礁窃谛畔⒕幋a解碼通信方面更有著極其重要的應用。混沌信號產(chǎn)生的隨機碼，該密碼通常可以作為保密通信中的密鑰。通信中通信雙方通過這樣的密鑰可以實現(xiàn)安全保密的通信。隨著網(wǎng)絡通信的發(fā)展,通信速率越來越成為人們關(guān)注的熱點問題。電域的通信速率受到電子器件本身的限制出現(xiàn)了無法克服的速率瓶頸。多信道的通信成為解決這一問題的方法。然而多信道通信需要將多個信道集成在一個芯片上，這樣信道之間就會出現(xiàn)新的串擾問題。傳統(tǒng)的半導體激光器無法解決信道之間的串擾問題，半導體環(huán)形激光器（SRLs）是近年內(nèi)出現(xiàn)的一種新型的微腔激光器,它的出現(xiàn)為解決這一問題帶來了希望。這種激光器體積小且具有雙穩(wěn)態(tài)的特征,并且易于與其它的光電器件集成。尤其是在光存儲、高速的全光信號處理、全光開關(guān)等方面都有著潛在的應用。 本文以SRLs為激光源，研究了SRLs的混沌產(chǎn)生的動態(tài)特性，并且研究了開環(huán)閉環(huán)兩種結(jié)構(gòu)時的同步。主要研究內(nèi)容如下： 1.從環(huán)形諧振器出發(fā),研究了環(huán)形腔對混沌信號的濾波特性,給出了不同環(huán)長時的濾波效果.加深了對微腔環(huán)的認識,對下面的有源的環(huán)形腔---SRLs的研究提供了一定的理論基礎。 2.從SRLs的雙模式模型出發(fā)，建立了環(huán)形激光器自身反饋的速率方程模型，設計SRLs加自反饋產(chǎn)生混沌的方案，通過調(diào)整激光器的參數(shù)以及反饋強度等，最終使SRLs產(chǎn)生了質(zhì)量不錯的混沌信號。 3.研究了SRLs產(chǎn)生混沌的分叉圖，不同驅(qū)動電流、反饋強度、延遲時間時SRLs的動態(tài)特性。給出了不同參數(shù)改變時進入混沌的路徑。 4.在混沌產(chǎn)生過程中分析了在一定反饋系數(shù)時SRLs輸出的信號特征，發(fā)現(xiàn)反饋系數(shù)處于一定參數(shù)值時，SRLs會輸出類似方波信號的激光。 5.研究了不同參數(shù)時混沌信號的帶寬以及帶寬隨驅(qū)動電流、反饋系數(shù)、延遲時間變化的規(guī)律。給出了不同采樣率下的帶寬，模擬表明SRLs產(chǎn)生的混沌信號具有高帶寬的優(yōu)點。 6.將SRL1產(chǎn)生的混沌信號注入到SRL2中可以產(chǎn)生混沌同步。本文以自反饋的SRLs雙模式模型為基礎建立了開環(huán)、閉環(huán)混沌同步的理論模型，在一定的參數(shù)下兩種結(jié)構(gòu)都可以產(chǎn)生高質(zhì)量的混沌同步。 7.研究了頻率失諧對開環(huán)閉環(huán)兩種方案同步的影響，并且進行了比較。給出了不同的注入系數(shù)下頻率失諧改變時同步系數(shù)變化的二維圖。 8.激光器的內(nèi)部參數(shù)失諧對兩種方案混沌同步的影響也做了相應分析。 9.根據(jù)參數(shù)對同步的影響，適當調(diào)整參數(shù)的失諧率，，兩種結(jié)構(gòu)的混沌同步都得到優(yōu)化。 10.簡單研究了混沌的光譜，發(fā)現(xiàn)當信號同步的時候光譜也具有一定的同步性。 11.SRLs在互注入時具有寬帶的特征，帶寬可達125GHz左右，簡單分析了互注入時混沌信號帶寬，為以后這方面深入研究工作提供了一些指導。

【關(guān)鍵詞】：
【學位授予單位】：太原理工大學
【學位級別】：博士
【學位授予年份】：2015
【分類號】：TN248.4
【目錄】：

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