偏振旋转光反馈半导体激光混沌系统时延特征的隐藏

半导体激光混沌系统的时延特征为混沌通信攻击者重构非法接收机提供了线索,隐藏系统输出的时延特征能够提高通信的安全性。基于单模半导体激光器的理论模型,构建了偏振旋转光反馈半导体激光系统的动力学方程,利用自相关函数及时延特征峰相对高度,数值研究了该系统输出的时延特征。结果表明,在激光器合适的参数条件下,波片快轴方向在30°和60°附近一定范围内,反馈系数较小及偏置电流较大时,时延特征容易被隐藏。
     

滤波光反馈半导体激光器的动态特性及混沌同步通信研究

理论推导了滤波光反馈半导体激光器的稳定输出条件,比较分析了常规光反馈和滤波光反馈对半导体激光器输出动态特性的影响;同时,建立了基于速率方程的滤波光反馈半导体激光器混沌同步通信系统模型,研究了滤波光反馈半导体激光器系统的混沌同步特性和通信性能。结果表明：窄带滤波反馈可以保证半导体激光器持续工作在稳态输出状态;适当滤除反馈光的高频成分,可以扩展混沌半导体激光器系统的稳定同步区域,增强混沌同步鲁棒性,提高系统的混沌同步通信性能。     

基于光反馈多模半导体激光器的多信道双向混沌同步通信

利用光反馈多模半导体激光器建构了多信道双向混沌通信系统,数值研究了系统的同步特性及通信性能.结果表明,当激光器的参数一致时,2激光器对应模式间能够获得无时延高质量混沌同步,并实现多信道实时双向通信;当激光器的内参数失配时,系统的同步性能和通信质量会受到一定影响,但在一定失配范围内,系统仍能较好地实现多信道双向通信.     

混沌外光注入半导体环形激光器的混沌特性

提出一种将混沌光注入半导体环形激光器(SRL)的方案,以获得具有低延时特征(TDS)的混沌激光,并提高其带宽.在该方案中,主激光器为具有外腔双路相位调制光反馈的分布反馈半导体激光器,将其输出的混沌光同时注入SRL的顺时针和逆时针2个模式中,从而构成混沌外光双模式注入的SRL系统.数值研究外光注入系数和反馈系数等参数对该系统输出混沌光的TDS影响,用自相关函数曲线中延时特征峰的最大值表示延时特征值,将该系统对TDS的抑制效果与混沌外光单模式注入的SRL系统对比,并研究系统输出混沌光的带宽.结果表明,该方案对TDS具有较好的抑制效果,可有效抑制输出混沌光的延时特征,并提高其带宽,最大3 dB带宽可达19 GHz.     

半导体激光器非线性行为的参数依赖性

对外部光反馈结构的F_P半导体激光器模型进行了理论分析,根据微小信号理论,导出了激光器的一阶近似扰动方程,由此可判别激光器输出工作状态。改变外部光反馈结构半导体激光器的一些典型参数,并测试它们对激光器输出的影响。通过参数选择可以控制激光器输出工作在混沌状态,从而实现混沌保密通信应用的基本条件。     

一种新型的基于互耦半导体激光器的双向混沌保密通信系统

基于互耦半导体激光器及其驱动的两个外部激光器,提出了一种新颖的双向激光混沌保密通信系统,数值研究了该系统的同步特性及双向通信性能.结果表明,该系统中两个互耦激光器的混沌输出始终处于非同步状态,无法实现信息的编译码;当编码激光器(系统中用于加载信息的激光器)与解码激光器(系统中用于解码信息的激光器)的参数一致时,每组编解码激光器能获得无延时的高质量混沌同步,并实现实时双向通信;当激光器内部参数失配时,这两组编解码激光器的同步性能及通信质量会受到一定的影响,但在一定的参数失配范围内,系统仍能实现较好的双向混沌通信.     

SCH量子阱激光器的混沌同步通信研究

首先对光电子反馈及光电子注入式SCH量子阱激光器的混沌动力学行为进行了研究,然后采用光电子反馈及光电子注入式SCH量子阱激光器分别作为发射系统和接收系统进行混沌同步及同步通信的数值模拟研究.理论及数值模拟研究表明,利用SCH量子阱激光器进行混沌同步通信,可取得良好的通信效果.另外,采用本激光系统进行通信,有利于克服其他系统只能传输小信号的问题.     

基于双光电反馈振荡器的单向混沌同步通信

利用半导体激光器和马赫-曾德尔调制器构建了一个基于双光电反馈振荡器的单向混沌同步通信系统,数值研究了该系统的同步特性及通信性能。结果表明,系统输出的混沌波具有更宽的频带和更为复杂的频谱,有利于提高通信容量和系统的安全性;当系统无参数失配时,能获得高质量混沌同步,并能实现实时通信;参数失配对系统同步性能和通信质量有影响,但在一定的参数失配范围内,系统仍能实现较好的混沌通信。     

基于双光电反馈振荡器的单向混沌同步通信

利用半导体激光器和马赫-曾德尔调制器构建了一个基于双光电反馈振荡器的单向混沌同步通信系统,数值研究了该系统的同步特性及通信性能。结果表明,系统输出的混沌波具有更宽的频带和更为复杂的频谱,有利于提高通信容量和系统的安全性;当系统无参数失配时,能获得高质量混沌同步,并能实现实时通信;参数失配对系统同步性能和通信质量有影响,但在一定的参数失配范围内,系统仍能实现较好的混沌通信。
     

外部光反馈对半导体激光器混沌同步系统同步性能的影响

采用单向耦合光反馈半导体激光器混沌同步系统,对外部光反馈对系统实现同步的情况进行了比较,并进一步分析了不同反馈下激光器的参数失配对同步性能的影响.研究表明:光反馈半导体激光器混沌同步系统只在两个反馈区域可以实现完全(超前)同步,且在较强反馈区域实现的同步具有对参数失配更加敏感的特点;另外,当接收端处于强注入锁定的状态下,随着反馈系数的变化,系统会出现由广义同步向完全同步的切换,这会为一种新的混沌键控通信方案提供参考.     

用延时注入-反馈法实现掺铒光纤激光器的混沌同步

采用延时注入-反馈法研究了两个双环掺铒光纤激光器的混沌/超混沌同步. 数值模拟表明, 只要延时时间和反馈强度合适, 两个相同的双环掺铒光纤激光器无论处于混沌状态还是处于超混沌状态, 都可以很容易达到同步, 即使两个激光器不完全相同, 只要适当增大反馈强度, 也可以实现两个激光器的混沌/超混沌同步. 同时由于延时时间的不同, 两个激光器还会出现延时同步, 这种延时正好解决了远程通讯中的信号延时效应, 因此对于混沌保密通讯也有利.     

Eu~(3+)掺杂SiO_2微球的制备及发光性质

分别采用碱催化法、酸催化法及种子法合成Eu3+掺杂SiO2微球.结果表明:种子法为合成Eu3+掺杂SiO2微球的最佳合成方法,所得产物为粒径均一(直径370~380nm)、单分散性和球形度均较好的微球;在紫外光激发下,微球表现出较强的Eu3+特征红光发射.     

一个延迟非线性系统的混沌动力学特征

根据半导体激光器在反馈条件下的速率方程，构造了一个延迟非线性系统，并研究了该系统的混沌动力学特征，包括相轨迹图，最大lyapunov指数和关联维数。这些特征表明，该系统具有混沌吸引子。     

Enhancement of chaotic carrier bandwidth in a semiconductor laser transmitter using self-phase modulation in an optical fiber external round cavity

A novel method to enhance the bandwidth of a chaotic carrier from a delayed feedback semiconductor laser transmitter is pre- sented using self-phase modulation (SPM) in an optical fiber external round cavity. A physical model of the laser dynamics is established under the condition of optical feedback light with the SPM effect in the fiber path. A formula for frequency detuning of the optical dual-feedback under SPM is theoretically deduced. The results show that the nonlinear phase shift caused by SPM has ...     

一类时滞位移反馈参数激励系统的复杂动力学行为

 考虑一个具有二次方和三次方非线性的单自由度参数激励系统,对系统引入一个主动控制即线性时滞位移反馈,定性地研究系统中时滞反馈对系统动力学行为的影响。首先运用规范型方法,给出由分岔产生的周期解的解析形式。进而解析地预测了由时滞导致的系统周期解的个数及其稳定性随时滞量的变化规律。发现时滞能够引起系统平衡点失稳,出现多吸引子共存现象。最后采用4阶Runge-Kutta法和点映射方法给出数值结果。并对多吸引子的吸引域进行了划分,给出了时滞导致的系统的概周期吸引子。数值结果与理论预测的一致性验证了理论分析结果的有效性。研究发现时滞可使系统出现复杂的动力学行为。本文结果对控制系统的镇定和系统同步有潜在的应用价值。     

力觉临场感系统在时延下新的无源控制算法

通讯时延影响了力觉临场感系统的运行性能和稳定性。本文利用无源Ｎ端口网络的理论，分析了时延对力觉临场感系统的影响，提出了一套评价系统运行性能的计算方法，并以此为基础，给出了一种新的无源控制算法，既保证了系统的稳定性，又使得系统的运行性能最优。     

Chaos-based communications at high bit rates using commercial fibre-optic links

Chaotic signals have been proposed as broadband information carriers with the potential of providing a high level of robustness and privacy in data transmission. Laboratory demonstrations of chaos-based optical communications have already shown the potential of this technology, but a field experiment using commercial optical networks has not been undertaken so far. Here we demonstrate high-speed long-distance communication based on chaos synchronization over a commercial fibre-optic channel. An optical carrier wave generated by a chaotic laser is used to encode a message for transmission over 120 km of optical fibre in the metropolitan area network of Athens, Greece. The message is decoded using an appropriate second laser which, by synchronizing with the chaotic carrier, allows for the separation of the carrier and the message. Transmission rates in the gigabit per second range are achieved, with corresponding bit-error rates below 10(-7). The system uses matched pairs of semiconductor lasers as chaotic emitters and receivers, and off-the-shelf fibre-optic telecommunication components. Our results show that information can be transmitted at high bit rates using deterministic chaos in a manner that is robust to perturbations and channel disturbances unavoidable under real-world conditions.     

整数阶混沌系统与分数阶半导体激光器系统的同步

为利用混沌同步提高通讯系统的安全性,以一个三维整数阶混沌系统作为驱动系统、分数阶半导体激光器系统作为响应系统,研究了二者之间的混沌同步.分析了2个系统的混沌行为,给出了不同相平面上系统的混沌吸引子;基于分数阶系统稳定性理论,为系统设计了合适的反馈同步控制器,实现了系统间的混沌同步;数值仿真验证了所设计控制器的有效性.