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半导体激光器光混沌和同步的理论研究

张毅  
【摘要】:近年来,以混沌信号作为载波的混沌通信由于在保密通信中的潜在应用得到了人们广泛的关注。由于通过引入反馈或外部注入后,半导体激光器可以产生较大混沌载波带宽和高维混沌,从而成为目前的研究热点。目前。人们基于半导体激光器(SL)提出了多种的方案来实现光混沌通信。 半导体激光器的混沌和混沌同步研究一般都是基于Lang-Kabayashi的速率方程组进行的,但是在大量的研究中都是采用常数载流子寿命近似(CCLA)的方法,这种近似对于处理一般的工作于阈值以上的半导体激光器是合理的,但在处理半导体激光器的混沌动态中是不合理的。因此,本文在考虑了SL中载流子的实际复合机制后,得到了基于SL的光混沌系统的工作特性,并把所得结果与采用常数载流子寿命近似所得的结果比较,结果表明:采用常数载流子寿命近似对于判定半导体激光器是否处于混沌区以及分析主副系统的同步误差与参数失配的关系时均存在较大的偏差。 在此基础上,本文对外部光反馈对半导体激光器完全同步进行了研究。研究结果表明:在反馈系数变化的过程中,光反馈半导体激光器混沌同步系统只能在一定的范围内实现完全同步;并且在较强反馈区域实现的完全同步对参数失配更为敏感。


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