互耦合半導體激光器的實時混沌同步特性研究.pdf

1、自Pecora和Carroll提出并驗證混沌同步以來，實現(xiàn)混沌同步的方法不斷涌現(xiàn)，其應用領域也迅速擴大到神經(jīng)網(wǎng)絡、經(jīng)濟學、保密通信等領域；混沌信號由于其固有的類隨機行為、連續(xù)寬帶頻譜、類似噪聲等特性已經(jīng)被利用作為載波進行保密通信。全外光反饋、外光注入、光電反饋等條件下，半導體激光器能很方便地產(chǎn)生混沌光信號，因此被廣泛采用作為激光混沌保密通信系統(tǒng)中載波發(fā)射機和接收機的重要器件?；ヱ詈习雽w激光器混沌系統(tǒng)由于其在公共信道加密通信、陣列混沌同

2、步、多信道全光混沌同步通信等領域的潛在應用而引起了學者們的廣泛關注。
　　本文以半導體激光器混沌系統(tǒng)的基本理論為基礎，首先，基于多鏈路即多延時互耦合半導體激光器系統(tǒng)，以雙延時和三延時互耦合半導體激光器系統(tǒng)為例，研究了互耦合延時和互耦合強度對系統(tǒng)實時混沌同步品質的影響。給出了雙延時互耦合系統(tǒng)中可將其中一個耦合延時看作反饋延時的思想，得到了多延時互耦合半導體激光器系統(tǒng)的實時混沌同步條件和規(guī)律。結果表明，多延時互耦合系統(tǒng)中，某兩條雙向鏈

3、路的耦合延時比值為2，是實現(xiàn)高品質實時混沌同步的基本條件；增大互耦合強度，可以改善實時混沌同步品質，且在較低的等效耦合強度條件下，雙延時互耦合系統(tǒng)較三延時互耦合系統(tǒng)更易于實現(xiàn)良好的實時混沌同步。
　　其次，基于已有的三個串聯(lián)互耦合孤立半導體激光器系統(tǒng)結構，將兩個孤立的邊激光器引入外部反饋，建立了一種鏈式互耦合半導體激光器混沌同步系統(tǒng)模型，理論分析了系統(tǒng)實時同步條件和引導-延遲同步條件，數(shù)值研究了注入電流、互耦合強度及反饋強度對實時

4、同步品質的影響，得到了實時同步質量在反饋強度和互耦合強度二維參數(shù)空間的分布規(guī)律。結果表明，滿足完全相同的互耦合條件和反饋條件，系統(tǒng)所有激光器之間理論上可同時實現(xiàn)穩(wěn)定高品質的實時混沌同步；隨著注入電流的增加，由于增益飽和效應的影響，實時同步品質將先下降再上升，并最終保持在穩(wěn)定的高品質水平；中心激光器和邊激光器之間的穩(wěn)定實時混沌同步分布在互耦合強度和反饋強度較小的區(qū)域以及互耦合強度和反饋強度相近的區(qū)域；兩個邊激光器由于同時接收到中心激光器實