近年來(lái),激光混沌信號(hào)由于帶寬大和物理隨機(jī)性好等特點(diǎn),在安全保密通信、高速隨機(jī)數(shù)生成、激光雷達(dá)以及光時(shí)域干涉儀等應(yīng)用中得到了廣泛研究和發(fā)展。其中,外腔反饋半導(dǎo)體激光器憑借其組成結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、易于實(shí)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(dòng)態(tài)特性等特點(diǎn)成為產(chǎn)生激光混沌信號(hào)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(lái):一方面,由于半導(dǎo)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(hào)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(dǎo)致輸出的激光混沌信號(hào)暗含周期性,而這種周期性可以通過(guò)自相關(guān)函數(shù)、延時(shí)互信息和排列熵等方法提取出時(shí)延標(biāo)簽。激光混沌信號(hào)這兩個(gè)缺陷的存在嚴(yán)重限制了其在各個(gè)領(lǐng)域的應(yīng)用,例如,在安全保密通信應(yīng)用中,其安全性降低且通信速率受限;在高速隨機(jī)數(shù)生成應(yīng)用中,隨機(jī)數(shù)的隨機(jī)性和提取速率降低;在激光雷達(dá)應(yīng)用中,識(shí)別分辨率和準(zhǔn)確度降低;在光時(shí)域干涉儀應(yīng)用中,測(cè)量精度下降。因此,實(shí)現(xiàn)激光混沌信號(hào)的時(shí)延標(biāo)簽抑制和帶寬增強(qiáng)技術(shù)具有重要的研究意義。針對(duì)傳統(tǒng)外腔反饋半導(dǎo)體激光器的缺點(diǎn),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(dǎo)體激... 

【文章來(lái)源】： 王亞軍 電子科技大學(xué)

【文章頁(yè)數(shù)】：64 頁(yè)

【學(xué)位級(jí)別】：碩士

【部分圖文】：

外光反饋混沌激光器

電子科技大學(xué)碩士學(xué)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(jiǎn)單的引入自由度方式。如圖2-1所示，SL在泵浦電流的驅(qū)動(dòng)下，其輸出經(jīng)過(guò)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(shí)間對(duì)應(yīng)外腔反饋時(shí)延；在兩者之間放置一個(gè)可調(diào)衰減器，用于控制反饋光的強(qiáng)度，通過(guò)調(diào)節(jié)衰減強(qiáng)度可以使激光器輸出具有不同的動(dòng)態(tài)特性，具體可以分為5個(gè)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(qiáng)反饋區(qū)域（反饋系數(shù)大于10%）。在這5個(gè)區(qū)域中，激光器輸出表現(xiàn)出豐富的動(dòng)態(tài)特性，特別是在最后一個(gè)區(qū)域，SL表現(xiàn)出的混沌動(dòng)態(tài)特性引起了學(xué)者們的廣泛研究和應(yīng)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(qū)動(dòng)激光器D的輸出光信號(hào)注入到主激光器M中。通過(guò)可調(diào)衰減器調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)激光器注入到主激光器中光的強(qiáng)度，可以使激光器工作在單周期、倍周期、準(zhǔn)周期和混沌等非線性動(dòng)態(tài)狀態(tài)。該激光混沌系統(tǒng)在寬帶混沌信號(hào)的產(chǎn)生以及混沌同步的應(yīng)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(xué)碩士學(xué)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(jiǎn)單的引入自由度方式。如圖2-1所示，SL在泵浦電流的驅(qū)動(dòng)下，其輸出經(jīng)過(guò)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(shí)間對(duì)應(yīng)外腔反饋時(shí)延；在兩者之間放置一個(gè)可調(diào)衰減器，用于控制反饋光的強(qiáng)度，通過(guò)調(diào)節(jié)衰減強(qiáng)度可以使激光器輸出具有不同的動(dòng)態(tài)特性，具體可以分為5個(gè)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(qiáng)反饋區(qū)域（反饋系數(shù)大于10%）。在這5個(gè)區(qū)域中，激光器輸出表現(xiàn)出豐富的動(dòng)態(tài)特性，特別是在最后一個(gè)區(qū)域，SL表現(xiàn)出的混沌動(dòng)態(tài)特性引起了學(xué)者們的廣泛研究和應(yīng)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(qū)動(dòng)激光器D的輸出光信號(hào)注入到主激光器M中。通過(guò)可調(diào)衰減器調(diào)節(jié)驅(qū)動(dòng)激光器注入到主激光器中光的強(qiáng)度，可以使激光器工作在單周期、倍周期、準(zhǔn)周期和混沌等非線性動(dòng)態(tài)狀態(tài)。該激光混沌系統(tǒng)在寬帶混沌信號(hào)的產(chǎn)生以及混沌同步的應(yīng)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(xiàn)】：
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(dǎo)體激光器的混沌同步系統(tǒng)研究[D]. 江寧.西南交通大學(xué) 2012
[2]微環(huán)諧振器及應(yīng)用的理論與實(shí)驗(yàn)研究[D]. 張小貝.華中科技大學(xué) 2009



本文編號(hào)：2938720