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双反馈混沌半导体激光器时延信息的提取

作　者: 梁君生
导　师: 王云才
学　校: 太原理工大学
专　业: 物理电子学
关键词: 混沌激光双反馈外腔长度半导体激光器
分类号: TN248.4
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

近年来由于混沌激光在测距、保密通信和真随机数产生等方面具有潜在的应用价值而被人们广泛研究。半导体激光器产生混沌激光的主要方法有光注入,光电反馈,光反馈等,其中光反馈可以很容易使半导体激光器产生宽带高维的混沌激光,因而在实际应用中被作为产生混沌源的主要方法。但是单反馈半导体产生混沌信号中含有明显的外腔周期信号会对激光测距产生很高的旁瓣影响,并且在保密通信中外腔信息作为密钥也很容易被人破解提取。因而人们提出双反馈来消除外腔时延周期的影响并提高混沌的复杂性。围绕双反馈半导体激光器的产生的混沌激光,本文主要进行了如下工作：1.在单反馈的速率方程基础上构建了双反馈的速率方程理论上实现了双反馈下半导体激光器混沌激光的产生,通过理论模拟发现双反馈相对于单反馈能提高频谱带宽并且发现混沌激光的频谱的谐振峰含有反馈外腔长度信息。2.在实验上对双反馈产生的混沌激光的频谱进行了详细分析与研究,对比半导体激光器分别在单反馈与双反馈情况下的混沌频谱图,发现在双反馈下半导体激光器产生的混沌频谱存在类似于包络的调制。实验验证双反馈两外腔长度成整数比和非整数比时都能通过频谱直接获取外腔长度信息,从而证明双反馈下很难完全消除反馈外腔产生的周期信号,同时证明了多路反馈的外腔环形结构也能通过频谱获取器外腔结构信息。3.通过实验和理论模拟分析了偏置电流以和反馈强度对双反馈产生的混沌激光的自相光旁瓣和半高全宽的影响,发现双反馈相对于单反馈明显的降低了混沌激光的自相关旁瓣,理论上分析了偏置电流和反馈强度对混沌的表征参量李指数和关联维数的关系。

全文目录

摘要  3-5
ABSTRACT  5-10
第一章绪论  10-16
  1.1 研究混沌激光的意义  10-14
    1.1.1 半导体激光器混沌激光的产生方法及其特性  10-13
    1.1.2 混沌激光的应用  13-14
  1.2 目前国内外研究双反馈现状  14-15
  1.3 本论文的主要内容及结构安排  15-16
第二章双反馈的理论研究  16-22
  2.1 建立双反馈半导体激光器的理论模型  16-18
  2.2 初步理论模拟结果  18-21
  2.3 本章小结  21-22
第三章双反馈对外腔长度信息影响  22-34
  3.1 引言  22-23
  3.2 基于半导体激光器的反馈实验装置  23-24
  3.3 单反馈外腔长度信息分析  24-26
  3.4 双反馈外腔长整数比时腔长信息的分析  26-29
    3.4.1 双反馈外腔长度相等  26-27
    3.4.2 双反馈腔长比为1:2  27-29
  3.5 双反馈外腔长非整数比时腔长信息的分析  29-30
  3.6 多路反馈下外腔长度信息分析  30-31
  3.7 本章小结  31-34
第四章偏置电流和反馈强度对双反馈混沌激光特性的影响  34-44
  4.1 引言  34
  4.2 偏置电流对混沌激光特性的影响  34-39
    4.2.1 偏置电流对混沌激光自相关旁瓣水平影响  34-38
    4.2.2 偏置电流对混沌激光表征参数的影响  38-39
  4.3 反馈强度对混沌激光特性的影响  39-42
    4.3.1 反馈强度对混沌激光自相关旁瓣水平影响  39-41
    4.3.2 反馈强度对混沌激光表征参数的影响  41-42
  4.4 本章小结  42-44
第五章工作总结与展望  44-46
参考文献  46-52
致谢  52-54
攻读硕士学位期间的研究成果  54

双反馈混沌半导体激光器时延信息的提取

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