本文關(guān)鍵詞：基于高靈敏光電計(jì)數(shù)器混沌熵源微觀統(tǒng)計(jì)特性的研究

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【摘要】：在當(dāng)今通信技術(shù)高速發(fā)展的時(shí)代,對信息的通信速率提出了更高的要求。混沌熵源由于其寬頻譜、類噪聲、對初值敏感、長期不可預(yù)測、復(fù)雜度大等方面的特性滿足現(xiàn)今信息安全及密碼學(xué)的基本要求,已引起了人們的廣泛關(guān)注且進(jìn)行了深入的研究,并被應(yīng)用到高速遠(yuǎn)程混沌保密通信,快速物理隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生、基于公共信道的混沌密鑰分發(fā)等諸多領(lǐng)域。由于混沌熵源在保密通信及光電信息技術(shù)領(lǐng)域的應(yīng)用,基于其高速遠(yuǎn)程密鑰分發(fā)的理論和實(shí)驗(yàn)研究近期已迅速展開,并成為相關(guān)方面的熱點(diǎn)問題。與之密切相關(guān)的混沌熵源本身的微觀統(tǒng)計(jì)特性及其噪聲起伏對密鑰分發(fā)有著重要的影響,同時(shí)成為亟待解決的重要問題。而對光場微觀量子統(tǒng)計(jì)特性的分析與測量,不僅能夠更全面深入地研究和認(rèn)識(shí)光場的本性,而且在保密通信和光源檢驗(yàn)等方面也有著重要的意義和應(yīng)用。利用單光子水平上光電計(jì)數(shù)測量可以獲得光場微觀量子統(tǒng)計(jì)特性的信息,并為基于混沌熵源進(jìn)行密鑰分發(fā)及揭示光場非經(jīng)典性等方面提供支持。本文利用通訊波段雙通道單光子計(jì)數(shù)器,采用Hanbury Brown-Twiss(HBT)關(guān)聯(lián)測量的方案,理論分析并實(shí)驗(yàn)測量了光反饋半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的混沌光場的二階相干度,同時(shí)測量了混沌光場的光子統(tǒng)計(jì)分布以及不同狀態(tài)混沌光場的二階相干度。所做工作主要包含以下幾個(gè)方面:1.通過對混沌光場二階相干度g(2)(τ)的理論分析,得出連續(xù)混沌光場的二階相干度隨著延遲時(shí)間變化的情況。通過對連續(xù)混沌光場二階相干度的理論分析,將其與相干光、熱光及單光子態(tài)的二階相干度進(jìn)行區(qū)分,結(jié)果表明不同光場的二階相干度可明顯區(qū)分并呈現(xiàn)出不同分布。2.理論分析了脈沖混沌光場在不同脈沖寬度和相干時(shí)間的情況下,其二階相干度隨延遲時(shí)間變化的情況。分析對比脈沖混沌光場、脈沖熱光場、脈沖相干光在不同占空比條件下二階相干度隨延遲時(shí)間的變化。3.實(shí)驗(yàn)上產(chǎn)生了頻譜寬度6.7 GHz的混沌光場,測量了不同光子數(shù)分布的結(jié)果,并用高斯隨機(jī)分布、泊松分布、玻色-愛因斯坦分布對對光子數(shù)分布進(jìn)行理論擬合。發(fā)現(xiàn)入射平均光子數(shù)增加時(shí),混沌光的光子數(shù)分布會(huì)從玻色-愛因斯坦分布逐漸過渡到泊松分布,但整個(gè)過程都與高斯隨機(jī)分布符合較好且光場的二階相干度g(2)(0)由2降至1。通過改變偏置電流(I=1.0Ith-2.0Ith)和反饋強(qiáng)度(0-10%),實(shí)驗(yàn)上研究了混沌光場由低頻起伏到相干塌陷的過程中,不同狀態(tài)宏觀動(dòng)力學(xué)特性與二階相干度的對應(yīng)關(guān)系。
【學(xué)位授予單位】：太原理工大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TN918;O415.5

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本文編號：1280344