利用太赫茲非對(duì)稱解復(fù)用器(TOAD)實(shí)現(xiàn)對(duì)混沌激光的采樣.pdf

1、隨機(jī)數(shù)現(xiàn)在已經(jīng)廣泛應(yīng)用于信息安全、擴(kuò)頻通信、雷達(dá)測(cè)試、電纜或光纖斷點(diǎn)檢測(cè)等領(lǐng)域，尤其是在以密碼學(xué)為核心的信息安全領(lǐng)域，隨機(jī)數(shù)的質(zhì)量就顯得更加重要。隨機(jī)數(shù)現(xiàn)在可以分為兩類，一種是偽隨機(jī)數(shù)，一種是物理隨機(jī)數(shù)。偽隨機(jī)數(shù)是通過種子和算法產(chǎn)生的，雖然速率較高，但往往會(huì)有一定的周期性，而且容易被破解。而物理隨機(jī)數(shù)是通過隨機(jī)的物理現(xiàn)象產(chǎn)生的，例如電子熱噪聲、放大的自發(fā)輻射噪聲、振蕩器的頻率振動(dòng)、混沌激光等。其中由于混沌激光具有帶寬高相關(guān)性小等特點(diǎn)，現(xiàn)

2、在已經(jīng)被很多研究小組用來研究產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)。目前利用混沌激光作為熵源，后續(xù)通過軟件處理和并行輸出，我們可以得到上百Gbit/s的物理隨機(jī)數(shù)。但是由于在這過程中都離不開光電轉(zhuǎn)換，因此在直接產(chǎn)生實(shí)施的隨機(jī)數(shù)方面受到電子瓶頸的限制，速率最高才幾個(gè)Gbit/s。于是我們課題組提出了利用全光的方式來產(chǎn)生隨機(jī)數(shù)，這樣就可以不受電子帶寬的限制，從而大幅度提高隨身數(shù)的速率。而要想實(shí)現(xiàn)全光隨機(jī)數(shù)，需要對(duì)混沌激光在光域內(nèi)進(jìn)行采樣和量化。本文主要就是在光域內(nèi)對(duì)混

3、沌激光進(jìn)行采樣研究。
　　主要工作有以下幾點(diǎn):
　　1.首先介紹了隨機(jī)數(shù)的分類與發(fā)展現(xiàn)狀，分析現(xiàn)有的隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的優(yōu)缺點(diǎn)，并且說明了全光隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的必要性。然后介紹了我們課題組提出的全光隨機(jī)數(shù)的產(chǎn)生方案，以及關(guān)于項(xiàng)目的簡(jiǎn)單介紹。針對(duì)混沌的特點(diǎn)，例如相干強(qiáng)度較差，偏振態(tài)隨機(jī)變化等特點(diǎn)，對(duì)混沌激光的全光采樣可行性進(jìn)行了分析。
　　2.針對(duì)混沌激光的特點(diǎn)，比如相干性較差，偏振態(tài)隨機(jī)起伏等特點(diǎn)，提出了利用太赫茲非對(duì)稱解復(fù)用器

4、(TOAD)來實(shí)現(xiàn)對(duì)混沌激光進(jìn)行采樣的方案。此方案中最關(guān)鍵的器件是半導(dǎo)體光放大器(SOA)，因此重點(diǎn)介紹了非線性器件SOA的內(nèi)部物理過程以及常見的非線性效應(yīng)。
　　3.基于SOA的交叉相位調(diào)制效應(yīng)，利用TOAD實(shí)現(xiàn)了對(duì)混沌激光的采樣，并且分析了泵浦光脈沖的峰值功率、脈沖寬度、SOA的偏移量等參數(shù)對(duì)采樣結(jié)果的影響。然后根據(jù)兩個(gè)指標(biāo)來評(píng)價(jià)采樣結(jié)果，一是最后的輸出功率，二是采樣線性度R2。綜合這兩者考慮，選出了針對(duì)混沌光的最佳采樣條件，