本文關(guān)鍵詞：半導(dǎo)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(xué)》 2015年

半導(dǎo)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(gè)重要的研究方向,基于混沌信號(hào)的隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生以及混沌信號(hào)在雷達(dá)測(cè)距等方面都有著廣泛的應(yīng)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(yīng)用�；煦缧盘�(hào)產(chǎn)生的隨機(jī)碼，該密碼通�？梢宰鳛楸Ｃ芡ㄐ胖械拿荑�。通信中通信雙方通過(guò)這樣的密鑰可以實(shí)現(xiàn)安全保密的通信。隨著網(wǎng)絡(luò)通信的發(fā)展,通信速率越來(lái)越成為人們關(guān)注的熱點(diǎn)問(wèn)題。電域的通信速率受到電子器件本身的限制出現(xiàn)了無(wú)法克服的速率瓶頸。多信道的通信成為解決這一問(wèn)題的方法。然而多信道通信需要將多個(gè)信道集成在一個(gè)芯片上，這樣信道之間就會(huì)出現(xiàn)新的串?dāng)_問(wèn)題。傳統(tǒng)的半導(dǎo)體激光器無(wú)法解決信道之間的串?dāng)_問(wèn)題，半導(dǎo)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(wèn)題帶來(lái)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(chǔ)、高速的全光信號(hào)處理、全光開(kāi)關(guān)等方面都有著潛在的應(yīng)用。 本文以SRLs為激光源，研究了SRLs的混沌產(chǎn)生的動(dòng)態(tài)特性，并且研究了開(kāi)環(huán)閉環(huán)兩種結(jié)構(gòu)時(shí)的同步。主要研究?jī)?nèi)容如下： 1.從環(huán)形諧振器出發(fā),研究了環(huán)形腔對(duì)混沌信號(hào)的濾波特性,給出了不同環(huán)長(zhǎng)時(shí)的濾波效果.加深了對(duì)微腔環(huán)的認(rèn)識(shí),對(duì)下面的有源的環(huán)形腔---SRLs的研究提供了一定的理論基礎(chǔ)。 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(shè)計(jì)SRLs加自反饋產(chǎn)生混沌的方案，通過(guò)調(diào)整激光器的參數(shù)以及反饋強(qiáng)度等，最終使SRLs產(chǎn)生了質(zhì)量不錯(cuò)的混沌信號(hào)。 3.研究了SRLs產(chǎn)生混沌的分叉圖，不同驅(qū)動(dòng)電流、反饋強(qiáng)度、延遲時(shí)間時(shí)SRLs的動(dòng)態(tài)特性。給出了不同參數(shù)改變時(shí)進(jìn)入混沌的路徑。 4.在混沌產(chǎn)生過(guò)程中分析了在一定反饋系數(shù)時(shí)SRLs輸出的信號(hào)特征，發(fā)現(xiàn)反饋系數(shù)處于一定參數(shù)值時(shí)，SRLs會(huì)輸出類似方波信號(hào)的激光。 5.研究了不同參數(shù)時(shí)混沌信號(hào)的帶寬以及帶寬隨驅(qū)動(dòng)電流、反饋系數(shù)、延遲時(shí)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(hào)具有高帶寬的優(yōu)點(diǎn)。 6.將SRL1產(chǎn)生的混沌信號(hào)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(chǔ)建立了開(kāi)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(duì)開(kāi)環(huán)閉環(huán)兩種方案同步的影響，并且進(jìn)行了比較。給出了不同的注入系數(shù)下頻率失諧改變時(shí)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(duì)兩種方案混沌同步的影響也做了相應(yīng)分析。 9.根據(jù)參數(shù)對(duì)同步的影響，適當(dāng)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(jiǎn)單研究了混沌的光譜，發(fā)現(xiàn)當(dāng)信號(hào)同步的時(shí)候光譜也具有一定的同步性。 11.SRLs在互注入時(shí)具有寬帶的特征，帶寬可達(dá)125GHz左右，簡(jiǎn)單分析了互注入時(shí)混沌信號(hào)帶寬，為以后這方面深入研究工作提供了一些指導(dǎo)。

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

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