混沌光保密通信是將混沌激光信號作為掩藏信息的載波對信息加密,再利用混沌同步進行信息解調的一種新型保密通信技術,它因具有硬件加密、傳輸速率高、長距離以及與現(xiàn)有光纖網(wǎng)絡兼容等優(yōu)點而受到廣泛關注。其安全性依賴于混沌收發(fā)機的參數(shù)匹配。硬件參數(shù)均為密鑰參數(shù),參數(shù)的安全性結合空間的大小決定了混沌保密的安全程度。鏡面反饋半導體激光器由于結構簡單和易于集成的優(yōu)點被廣泛用作混沌收發(fā)機。然而,基于鏡面反饋半導體激光器的混沌光保密通信系統(tǒng)存在安全隱患。一方面,鏡面的線性反饋導致混沌載波的時頻特性中明顯存在反饋時間延遲特征信息,使得系統(tǒng)存在被竊聽者重構的風險。另一方面,反饋時延特征使得反饋時延不能作為密鑰參數(shù),導致密鑰空間有限。針對上述問題,本論文提出利用啁啾光纖光柵反饋半導體激光器產生無時延特征的混沌激光,并利用其作為混沌光保密通信系統(tǒng)的收發(fā)機,提高了密鑰空間,增強了系統(tǒng)的安全性。本論文開展的工作與取得的成果如下:1)提出色散光反饋半導體激光器消除時延特征的方法,利用啁啾光纖光柵作為色散反饋元件,將時延特征抑制了10d B（@2000ps/nm）,并實驗分析了反饋強度、色散對時延特征的影響。2)根據(jù)傳統(tǒng)La... 

【文章來源】：太原理工大學山西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：108 頁

【學位級別】：博士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 混沌激光保密通信研究進展
        1.2.1 混沌激光收發(fā)機
        1.2.2 混沌同步方式
        1.2.3 信息加載和解調
    1.3 鏡面反饋半導體激光器的輸出特性
        1.3.1 帶寬和時延特征
        1.3.2 對混沌通信的限制
    1.4 鏡面反饋半導體激光器的安全性
        1.4.1 結構參數(shù)
        1.4.2 密鑰空間
        1.4.3 小結
    1.5 論文主要研究思路與內容
第二章 光反饋半導體激光器理論模型
    2.1 鏡面反饋半導體激光器理論模型
    2.2 色散反饋半導體激光器理論模型
        2.2.1 啁啾光纖光柵的模型建立
        2.2.2 啁啾光纖光柵反饋半導體激光器理論模型
    2.3 小結
第三章 色散反饋半導體激光器時延特征分析
    3.1 時延特征的分析方法
        3.1.1 自相關函數(shù)分析
        3.1.2 互信息分析
        3.1.3 功率譜分析
    3.2 色散反饋半導體激光器模擬結果
        3.2.1 反饋強度對時延特征的影響
        3.2.2 啁啾光纖光柵色散對時延特征的影響
        3.2.3 消除時延特征機理及臨界色散
    3.3 色散反饋半導體激光器實驗裝置
        3.3.1 啁啾光纖光柵反饋半導體激光器實驗裝置
        3.3.2 基于懸臂梁色散可調的啁啾光纖光柵
        3.3.3 啁啾光纖光柵色散測試方法
    3.4 色散反饋半導體激光器實驗結果
        3.4.1 反饋強度對時延特征影響的實驗結果
        3.4.2 啁啾光纖光柵色散對時延特征影響的實驗結果
        3.4.3 實驗分析時延特征消除原因
    3.5 小結
第四章 色散反饋半導體激光器混沌的復雜度分析
    4.1 排列熵分析
    4.2 色散反饋半導體激光器參數(shù)對復雜度的影響
        4.2.1 激光器內部參數(shù)對復雜度的影響
        4.2.2 激光器外部參數(shù)對復雜度的影響
        4.2.3 CFBG參數(shù)對復雜度的影響
    4.3 小結
第五章 色散反饋半導體激光器密鑰空間增強
    5.1 引言
    5.2 密鑰空間評估方法
    5.3 鏡面反饋半導體激光器的密鑰空間
        5.3.1 通信模型
        5.3.2 密鑰參數(shù)分析
        5.3.3 密鑰空間估算
    5.4 CFBG反饋半導體激光器的密鑰空間
        5.4.1 通信模型
        5.4.2 密鑰參數(shù)分析
        5.4.3 密鑰空間估算
    5.5 小結
第六章 總結和展望
    6.1 工作總結
    6.2 未來工作展望
參考文獻
圖表索引
致謝
攻讀博士學位期間取得的科研成果


【參考文獻】：
期刊論文
[1]Loss of time-delay signature in a ring of three unidirectionally coupled semiconductor lasers[J]. 楊磊,潘煒,閆連山,羅斌,穆鵬華,李念強.  Chinese Optics Letters. 2015(04)
[2]光纖通信竊聽及其檢測技術探討[J]. 陳暉,祝世雄.  信息安全與通信保密. 2012(01)
[3]基于懸臂梁啁啾調諧的光纖光柵濾波器[J]. 董新永,趙春柳.  光電子.激光. 2010(10)
[4]一種新型光纖光纜竊聽及監(jiān)測技術研究[J]. 鄧大鵬,李洪順,林初善,趙峰.  光通信研究. 2007(04)
[5]All-optical chaotic MQW laser repeater for long-haul chaotic communications[J]. 顏森林.  Chinese Optics Letters. 2005(05)

碩士論文
[1]光纖光柵特性研究及參數(shù)重構[D]. 穆柯軍.電子科技大學 2007



本文編號：3182255