《時變多信道互注入雷射系統混沌同步與偏振特性的研究》是依託西南交通大學，由潘煒擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：時變多信道互注入雷射系統混沌同步與偏振特性的研究
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：潘煒
- 依託單位：西南交通大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
全光雷射混沌系統作為實現保密通信的有效方式之一，本課題以半導體雷射器和新型VCSEL為雛形，集中在交叉互注入式雷射混沌系統特性；時變傳輸信道非線性效應對混沌波同步品質的影響；雷射混沌多信道（WDM）和級聯通信系統等科學問題展開的研究。採取理論研究、動態仿真技術以及實驗觀察和測量並重的研究方法，提出構建交叉互注入式LD和VCSEL雷射混沌系統模型和動力學方程；立足於開發Simulink環境下的系統模組和算法，實現多信道雷射混沌同步通信的可視化建模和動態仿真研究，獲得多種組合系統混沌同步和偏振調控參數的量化分析；完成典型組合系統的實驗測試，並確定指標體系，探討雷射混沌在未來保密通信中的套用的可行性。課題所涉及的問題尚處基礎研究階段，它不僅可為我們提供豐富的非線性動力學圖像，同時在實用化時變信道和雷射鎖定技術，雷射陣列光同步，以及全光半導體雷射混沌通信系統等領域有著重要的套用前景。
結題摘要
全光雷射混沌通信作為一種新興的保密光通信技術，從光通信網路的物理層實現信息的安全傳輸，與現有通信網路相兼容，為新一代信息技術的網路安全性問題提供了有效的解決方案。本課題以半導體雷射器（LD）和垂直腔面發射雷射器（VCSEL） 為雛形，集中在交叉互注入式雷射混沌系統特性，如混沌不可預測度特性以及時延特徵隱蔽性；時變傳輸信道非線性效應對混沌波同步品質的影響；VCSEL偏振特性對混沌不可預測度以及混沌同步及通信質量的影響；雷射混沌多信道（WDM）和級聯通信系統等科學問題展開研究。主要研究成果包括：在深入了解互注入系統同步機理的基礎上，研究了互注入外腔LD系統、多延時互注入LD系統、外部注入式互注入LD系統的混沌同步特性、雙向通信性能以及信息傳送安全性；基於外部注入式互注入LD系統優越的同步性能，給出實現多接入及網路式的混沌同步通信系統方案，為研究多信道混沌通信奠定了基礎；提出在VCSEL中引入可調偏振光反饋（VPOF）這種新型反饋方式，提供了偏振控制的新方法；引入排列熵作為混沌不可預測度的量化工具，證實VPOF是增強VCSEL混沌不可預測度的有效方案，也可實現時延特徵的有效隱藏；基於偏振保持光注入方式，實現了高不可預測度VCSEL混沌信號的同步及通信；通過引入偏振復用技術，實現了單對互注入VCSELs系統中的雙信道通信；此外，我們發現在考慮光纖傳輸情況下，也能實現高速的信息傳輸;基於光纖光學實驗平台，搭建了雙鏈路光注入混沌系統、雙主雷射器混沌光注入系統、級聯混沌光注入系統等典型組合系統的實驗原型系統，實驗測量了混沌時序及頻譜特性，並討論了混沌頻寬、不可預測度以及時延隱蔽性等核心指標特性。本課題的研究成果在實用化時變信道和雷射鎖定技術，雷射陣列光同步，高速隨機數以及全光半導體雷射混沌通信系統等領域有著重要的套用前景。
