半導(dǎo)體光放大器環(huán)形激光器混沌特性研究.pdf

1、光混沌具有高速率、大容量、高保密性的特點(diǎn)，因此光混沌保密通信系統(tǒng)的研究已經(jīng)成為混沌保密通信的一個(gè)重要領(lǐng)域。自從K.Ikeda等人提出環(huán)形腔光學(xué)反饋模型后，光在動(dòng)力學(xué)方面的實(shí)驗(yàn)和理論研究大為簡化，取得一些很好的進(jìn)展，但是對于較復(fù)雜的介質(zhì)激光系統(tǒng)的理論和實(shí)驗(yàn)研究還很不夠。同時(shí)，對于信號混沌特性的判定也吸引了眾多學(xué)者的關(guān)注。 本論文首次對半導(dǎo)體光放大器(SOA)環(huán)形激光器的偏振態(tài)動(dòng)力學(xué)特性進(jìn)行了建模和初步的理論分析。基于兩正交偏振模式

2、的傳輸方程與兩偏振模式分別作用于半導(dǎo)體光放大器載流子的思想，結(jié)合EDFA環(huán)形激光器的混沌產(chǎn)生模型，初步建立了SOA環(huán)形激光器的動(dòng)力學(xué)模型。利用Matlab軟件對該模型進(jìn)行了仿真，結(jié)果看到了從倍周期到混沌等復(fù)雜的動(dòng)力學(xué)現(xiàn)象，當(dāng)載流子失衡因子f<1時(shí)，系統(tǒng)會(huì)較快進(jìn)入混沌狀態(tài)，這與我們的實(shí)驗(yàn)結(jié)果相吻合。 發(fā)展了混沌信號的時(shí)頻分布為窄帶過程這一結(jié)論，在三維時(shí)頻譜中比較了混沌信號與噪聲的區(qū)別。計(jì)算了經(jīng)典混沌系統(tǒng)Lorenz方程在不同參數(shù)下

3、的時(shí)頻分布特性，發(fā)現(xiàn)三維時(shí)頻Lorenz方程隨參數(shù)改變其輸出信號的分布均不相同：在參數(shù)取值于混沌區(qū)域時(shí)，其輸出信號頻率不僅集中在窄帶區(qū)域，同時(shí)其峰值隨著時(shí)間的推移會(huì)大幅的波動(dòng)；而參數(shù)取在不穩(wěn)定狀態(tài)區(qū)域時(shí)，其頻率峰值不隨時(shí)間而改變。在此基礎(chǔ)上分析了SOA環(huán)形激光器產(chǎn)生實(shí)驗(yàn)輸出信號與模擬仿真輸出信號的時(shí)頻特性，在頻域?qū)煦缧盘栠M(jìn)行了判定，也證明了理論模型的正確性。 在混沌保密通信系統(tǒng)中，系統(tǒng)的維數(shù)越高，信號保密性能越高。本文分析了法