【摘要】：近年來,隨著人們對(duì)通信容量和通信安全性要求的不斷提高,將波分復(fù)用(WDM)技術(shù)和混沌保密通信技術(shù)相結(jié)合成為未來保密通信發(fā)展的必然趨勢。它不僅可大幅增加混沌保密通信的容量,而且更利于將混沌保密通信技術(shù)移植到現(xiàn)有光纖通信系統(tǒng)中以提高系統(tǒng)的安全性。因此,尋找滿足WDM混沌保密通信系統(tǒng)要求的混沌光源成為推動(dòng)大容量、高安全性保密通信技術(shù)發(fā)展的關(guān)鍵。弱諧振腔法布里-珀羅激光器(WRC-FPLD)作為一種性能優(yōu)良的多模半導(dǎo)體激光器,受到學(xué)者的極大關(guān)注。和傳統(tǒng)的法布里-珀羅激光器(FPLD)相比,WRC-FPLD的前端面鍍有增透膜,因此WRC-FPLD的前端面反射率較低(約為1%~10%),而傳統(tǒng)FPLD的前端面反射率一般為30%。較低的前端面反射率使得WRC-FPLD具有更寬的增益譜,還能使外部注入光能有效注入到激光器中,而近似全反射的后端面設(shè)計(jì)可避免不必要的功率消耗。此外,WRC-FPLD腔長約為600μm,而傳統(tǒng)FPLD的腔長約為250μm,較長的腔體長度有效地減小了縱模間隔。如果將WRC-FPLD作為光源應(yīng)用在WDM系統(tǒng)中,可以提供更多的信道數(shù)量,并實(shí)現(xiàn)密集波分復(fù)用。目前的研究也證實(shí),如果引入合適的外部擾動(dòng),可使WRC-FPLD實(shí)現(xiàn)混沌輸出,且混沌信號(hào)的中心波長可大范圍調(diào)諧、混沌帶寬可控,具備作為WDM混沌通信的混沌波源的潛質(zhì)。因此,研究WRC-FPLD在外部擾動(dòng)下的非線性動(dòng)力學(xué)特性,對(duì)實(shí)現(xiàn)基于WDM技術(shù)的光混沌保密通信具有重要意義�；诖�,本文實(shí)驗(yàn)研究了光注入WRC-FPLD的非線性動(dòng)力學(xué)特性,著重考察WRC-FPLD中不同的模式基于外部光注入條件下非線性動(dòng)力學(xué)的演化路徑,同時(shí)根據(jù)實(shí)驗(yàn)中測定的“-3�！薄ⅰ�0�！�、“13模”三個(gè)縱模分別在外部光注入擾動(dòng)下輸出的時(shí)間序列,功率譜以及光譜,對(duì)模式的非線性動(dòng)力學(xué)狀態(tài)進(jìn)行了甄別,并分析了外部光注入對(duì)WRC-FPLD輸出的非線性動(dòng)力學(xué)態(tài)的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在外部光注入的條件下,在改變光注入強(qiáng)度和頻率失諧的實(shí)驗(yàn)過程中,WRC-FPLD的“-3�！薄ⅰ�0�！�、“13模”這三個(gè)縱模都能夠表現(xiàn)出四波混頻(FWM)、單周期態(tài)(P1)、準(zhǔn)周期態(tài)(QP)、混沌態(tài)(C)以及穩(wěn)定的光注入鎖定態(tài)(SIL)等十分豐富的非線性動(dòng)力學(xué)特性,在此過程中,我們也觀測到了WRC-FPLD在外部光注入條件下的動(dòng)力學(xué)演化路徑,是經(jīng)過準(zhǔn)周期態(tài)分岔之后再進(jìn)入到了混沌態(tài)。另外,我們還繪制了WRC-FPLD這三個(gè)縱模在光注入強(qiáng)度和頻率失諧構(gòu)成的參數(shù)空間的動(dòng)力學(xué)狀態(tài)分布圖,其中光注入強(qiáng)度的范圍是0μW~450μW,頻率失諧的范圍是-16GHz~16 GHz,對(duì)于WRC-FPLD中不同的模式而言,其動(dòng)力學(xué)狀態(tài)分布圖也是不相同的,其結(jié)果顯示:WRC-FPLD的“0�！焙汀�13模”在正頻率失諧和負(fù)頻率失諧區(qū)域都能夠觀察到混沌(C)區(qū)域,但WRC-FPLD的“-3�！痹谪�(fù)頻率失諧區(qū)域卻沒有觀測到混沌態(tài)(C);WRC-FPLD的“0�！背霈F(xiàn)了兩個(gè)分離的穩(wěn)定的光注入鎖定態(tài)(SIL)區(qū)域,但是在WRC-FPLD的“-3模”與“13�！敝袇s只出現(xiàn)了一個(gè)穩(wěn)定的光注入鎖定態(tài)(SIL)區(qū)域。
【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】：2018
【分類號(hào)】：TN248
【圖文】：

圖 1.2 弱諧振腔法布里-珀羅激光器(WRC-FPLD)的結(jié)構(gòu)圖RC-FPLD 的這些優(yōu)點(diǎn)，近些年被作為 WDM-PON 系統(tǒng)中源來研究[24]。2009 年，Gong-Ru Lin 等人提出了采用 的 DWDM-PON，具有 1.25 Gbit / s 的傳輸速率，并討論了上傳輸 25 km 前后的啁啾和與注入鎖定模式數(shù)相關(guān)的誤比特在此基礎(chǔ)上，2010 年他們通過調(diào)偏置電流和工作溫度，討SE 注入鎖定的 WRC-FPLD 的誤比特率(BER)，消光比(ER究的內(nèi)容和意義用型無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON)由于具有多信道，配置靈活、光接入網(wǎng)重要的發(fā)展方向[27-30]。隨著用戶數(shù)量和網(wǎng)絡(luò)容量的始關(guān)心波分復(fù)用型無源光網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON)的安全性。近年光網(wǎng)絡(luò)(WDM-PON)系統(tǒng)中已經(jīng)開始使用基于半導(dǎo)體激光保密通信技術(shù)，它能夠在物理層上增強(qiáng)波分復(fù)用型無源光

int1( ) [ ( )]2g mgdgdt (2-14)在方程(2-14)中，g 表示的是微分增益系數(shù)，G 為增益系數(shù)，通過方程(2-14)，我們可以知道它的基本的物理意義是：相位會(huì)隨著增益在閾值處發(fā)生變化的時(shí)候而也發(fā)生變化的。同時(shí)，增益的變化也會(huì)影響折射率，使折射率發(fā)生變化，而折射率的變化則會(huì)使得縱模發(fā)生頻移。因?yàn)樵诎雽?dǎo)體激光器內(nèi)，它的有源區(qū)的尺寸與擴(kuò)散長度對(duì)比，是比較短的，那么在半導(dǎo)體激光器的有源區(qū)內(nèi)的載流子濃度幾乎沒有變化，故而我們可以不用考慮載流子的擴(kuò)散。那么載流子的速率方程我們可以寫為：gsdN I NgSdt eV (2-15)其中方程(2-12)，(2-14)還有(2-15)，表示的是單模半導(dǎo)體激光器的穩(wěn)態(tài)速率方程。半導(dǎo)體激光器在剛運(yùn)行的時(shí)候，光子衰減速率與粒子數(shù)反轉(zhuǎn)速率相比，

光注入鎖定中起著重要作用。用式子(2-24)中的關(guān)系，量： 2 222 21LnnG 等式(2-25)中，正號(hào)和負(fù)號(hào)表示相位為弧度 0 或π的對(duì)sS 有兩個(gè)解。一個(gè)是穩(wěn)定的解，另一個(gè)是非穩(wěn)定的解生在穩(wěn)定或接近穩(wěn)定解的時(shí)候。 中，非鎖定區(qū)域內(nèi)，當(dāng)頻率失諧在零附近時(shí)，我們可以預(yù)四波混頻。事實(shí)上，當(dāng)這些區(qū)域中的頻率失諧和注入各種動(dòng)力學(xué)。在光注入鎖定的區(qū)域中，存在穩(wěn)定和不的注入鎖定區(qū)域，我們還可以觀察到某些參數(shù)范圍內(nèi)的非對(duì)稱特性，是由于參數(shù) 引起的，再次證明了參值是非零的事實(shí)。

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本文編號(hào)：2761705