本文關(guān)鍵詞：光注入下單片集成半導(dǎo)體激光器的寬帶混沌研究　出處：《西南大學(xué)》2016年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

  更多相關(guān)文章： 單片集成半導(dǎo)體激光器(MISL) 光注入 有效帶寬 注入比率 頻率失諧

【摘要】：近年來(lái),混沌信號(hào)在保密通信、快速隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生、雷達(dá)等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用,從而引起了人們極大的關(guān)注。基于半導(dǎo)體激光器的混沌系統(tǒng)可通過(guò)引入外部擾動(dòng)如光反饋、光注入、光電反饋或電流調(diào)制來(lái)獲得混沌信號(hào)。在早期的研究中,大多數(shù)基于半導(dǎo)體激光器的混沌系統(tǒng)由眾多分立的元件構(gòu)成。作為光子集成(PICs)芯片的一種,單片集成半導(dǎo)體激光器(MISL)因具有結(jié)構(gòu)緊湊、價(jià)格低廉、輸出穩(wěn)定、宜大規(guī)模生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)立刻引起了關(guān)注。通過(guò)特殊設(shè)計(jì)和制造,對(duì)自由運(yùn)行的MISL進(jìn)行電流調(diào)節(jié),可輸出不同動(dòng)力學(xué)態(tài)的信號(hào)。在基于半導(dǎo)體激光器的混沌應(yīng)用中,混沌信號(hào)的帶寬是一個(gè)關(guān)鍵因數(shù),由于MISL的分布反饋(DFB)部分的弛豫振蕩對(duì)帶寬的限制,自由運(yùn)行的MISL輸出的混沌信號(hào)的帶寬大約在10 GHz左右,這不能滿足一些超過(guò)10 Gb/s的高速光混沌通信和超高速隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生的特殊應(yīng)用。為了克服來(lái)自半導(dǎo)體激光器增益區(qū)的弛豫振蕩頻率對(duì)帶寬的限制,提出了不同的光注入方案來(lái)增強(qiáng)混沌信號(hào)的帶寬。然而,最近有關(guān)光注入提高帶寬的研究主要集中在基于分離式半導(dǎo)體激光器的混沌系統(tǒng),關(guān)于MISL混沌系統(tǒng)的研究卻比較少。本文研究了在外部光注入下三段式MISL產(chǎn)生的帶寬混沌信號(hào),其中MISL包含分布反饋(DFB)、相位(P)和放大(A)三部分。通過(guò)有效帶寬的計(jì)算方法,實(shí)驗(yàn)研究了外部光注入下MISL輸出混沌信號(hào)的帶寬變化情況。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:當(dāng)MISL的分布反饋(DFB)、相位(P)和放大(A)三部分的電流分別為70.00 m A、34.00 m A、23.22 m A時(shí),自由運(yùn)行的MISL輸出混沌信號(hào)的有效帶寬為14.36 GHz。在此條件下,引入一個(gè)外部光注入到MISL,其輸出混沌信號(hào)的有效帶寬超過(guò)自由運(yùn)行時(shí)的2.5倍。此外,本文還詳細(xì)討論了注入比率和頻率失諧對(duì)MISL的輸出狀態(tài)和混沌信號(hào)的有效帶寬的影響。當(dāng)固定注入光的頻率失諧時(shí),隨著注入比率的增加,有效帶寬先是快速增加,然后緩慢增加到一個(gè)相對(duì)穩(wěn)定的值。當(dāng)注入比率不變,頻率失諧的絕對(duì)值較小時(shí),輸出信號(hào)的動(dòng)力學(xué)態(tài)和有效帶寬變化極大;當(dāng)頻率失諧的絕對(duì)值相對(duì)較大時(shí),輸出信號(hào)通常為混沌,且有效帶寬超過(guò)36 GHz。
【學(xué)位授予單位】：西南大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號(hào)】：TN248.4

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