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基于光电反馈的激光混沌并联同步系统研究

樊利  
【摘要】: 随着光纤通信的不断发展,通信容量的不断增加,迫切需要研究开发高速、高保密性、长距离传输的新一代混沌保密通信系统。近十几年,国际上对半导体激光器的混沌同步特性及其在光保密通信系统中的应用进行了广泛研究,并提出了很多混沌同步保密通信方案。在远程混沌保密通信系统中,光混沌信号在传输过程中会产生衰减和畸变,导致误码率增高,信号传输质量降低,限制了远程通信距离。因此,进一步增加发射光功率,提高混沌同步性能,对提高混沌保密通信系统的传输距离和保密性能具有重要的意义。 本文基于光电正反馈的单向耦合激光混沌开环同步系统模型,分析了完全同步和广义同步的实现条件,讨论了激光器内部参数失配对同步性能的影响。结果表明:完全同步系统中,发射和接收激光器的输出完全一致;广义同步系统中,接收端的激光器处于锁定状态,主副激光器输出相似的运动轨迹,同时,广义同步对参数失配具有极好的容忍性,在实际应用中较易实现。在此基础上,提出了基于光电反馈的激光混沌并联同步系统模型,对可能存在的完全同步和广义同步进行了研究,着重讨论了激光器内部参数失配对发射与接收激光器之间、以及并联接收激光器之间同步特性的影响。研究结果显示:在一定范围内,同样的内部参数失配下,并联接收激光器之间的同步效果明显优于发射激光器与接收激光器之间的同步效果。如果汇集多个接收激光器的输出功率,可以得到大功率的混沌光输出,在长距离混沌保密通信系统以及高性能混沌雷达领域具有应用前景。


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