連續散射分散式光反饋產生無延時特徵的寬頻混沌雷射

《連續散射分散式光反饋產生無延時特徵的寬頻混沌雷射》是依託太原理工大學，由張建忠擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：連續散射分散式光反饋產生無延時特徵的寬頻混沌雷射
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：張建忠
• 依託單位：太原理工大學

項目摘要

混沌雷射在混沌保密通信和高速隨機數產生等領域具有廣闊套用前景。混沌雷射產生的典型方式是利用結構簡單的光反饋半導體雷射器實現。然而，產生的混沌雷射信號具有明顯的反饋延時特徵，降低了混沌光通信的保密性和高速隨機數的隨機性。目前抑制延時特徵的方法，主要是通過調節半導體雷射器的偏置電流和反饋強度在某些特定值下抑制延時特徵。但這種方法調節困難，機理尚不明確，能否成功消除延時特徵仍存在異議。.本項目提出一種無延時特徵寬頻混沌雷射產生方法。利用連續散射體作為半導體雷射器的分散式反饋外腔，通過連續散射的反饋光無規律的擾動半導體雷射器，從而消除混沌雷射的延時特徵。本項目擬建立無延時特徵寬頻混沌雷射源的理論模型，探明無延時特徵混沌信號的產生機理，最終實驗實現無延時特徵的寬頻混沌雷射源。.本項目的實施將有望發展一種新型的寬頻混沌雷射產生和延時特徵消除直接融合的混沌雷射源，可進一步推動混沌雷射套用技術的發展。

結題摘要

混沌雷射在高速真隨機數產生、雷射雷達、光纖感測等領域具有重要套用，但結構簡單的光反饋半導體雷射器產生的混沌雷射信號會含有外腔延時特徵，這嚴重地限制了混沌雷射的套用。本項目採用單模光纖、啁啾光纖光柵、光波導、Fabry-Perot濾波器等分別作為半導體雷射器的反饋器件，都成功抑制了混沌雷射的延時特徵。利用對兩個外腔半導體雷射器輸出信號的光外差作用，實現了對混沌雷射延時特徵的抑制。利用光電振盪器產生了無延時特徵的寬頻混沌雷射。提出一種檢測延時特徵的新方法，利用頻譜放大法對上述方案中混沌雷射信號的延時特徵的抑制進行了驗證。上述相關研究成果已獲得2014年度山西省科學技術獎（自然科學類）二等獎。 此外，還探討了無延時特徵混沌雷射信號在高速真隨機數的產生、超寬頻雷達系統、雷射雷達、光纖感測等方面的套用。實現了碼率為4.5Gbps真隨機數的產生。實現了24km長、距離解析度為3cm的單、雙目標的遠程探測。在自由空間中實現距離解析度為18cm、探測距離為130m的目標探測。基於布里淵光纖雷射器感測系統實現了溫度解析度為3.104MHz/℃的溫度感測； 總之，本項目申請國家發明專利9項，其中已經授權3項，公開6項。發表（錄用）期刊學術論文27篇，其中被SCI收錄18篇。參加會議和光電展覽會16次，作會議報告5次。培養研究生10名。本項目對混沌雷射信號延時特徵的成功抑制，將極大地推動並最佳化混沌雷射的套用。