雷射混沌保密通信理論與套用

內容簡介

雷射混沌保密通信目前是國內外熱點問題與前沿性研究課題之一。本書作者以在該領域長期研究積累為基礎並以拘組煉保密通信系統與技術為主線，系統地闡述了雷射混沌產生（發射與接收）、墊霸愉盛同步與控制、編碼、解調、中繼與放大、光纖及網路混沌信息傳送等理論與套用問題，介紹了國內外相關實驗和雷射動力學與混沌初步知識等。本書是一本系統研究雷射混沌保密通信系統與技術的具有國防特色的學術專著，對未來國防工業及保密通信套用具有明顯的針對性和參考價值，對混沌套用與祝勸台非線性光學領域研究也具有一定的參考價值。本書可作為國防、保密通信及光網路安全、雷射技術和光學工程等相關領域高年級本科生、研究生以及科研與工程技術人員的參考書。

圖書目錄

第一章緒論1

1.1引言1

1.2混沌研究概論3

1.3混沌同步理論研究概況5

1.4雷射混沌及其同步理論研究的進展7

1.4.1雷射混沌7

1.4.2雷射混沌同步8

1.5雷射混沌保密通信理論及其套用的研究概況和進展9

1.6本書簡介12

參考文獻15

第二章雷射混沌以及混沌同步的基本理論26

2.1引言26

2.2附加自由度的半導體雷射器26

2.2.1模型27

2.2.2分岔圖29

2.3雷射混沌信號隨機特性的表述30

2.4運動穩定性的線性近似判別法32

2.5混沌同步理論34

2.6本章小結39

參考文獻39

第三章光注入半導體雷射器中分岔及混沌動力學行為的研究

41

3.1引言41

3.2模型41

3.3絕熱消去原理中的兩維模型43

3.3.1複數場一維模式43

3.3.2複數場二維偏振模式47

3.4簡化的三維模型53

3.4.1簡化的三維模型以及理論分析53

3.4.2數值模擬57

3.5四維模式的動力學行為特點分析61

3.5.1靜態鎖模分析61

3.5.2穩定性分析61

3.5.3分岔和混沌現象的數值模擬65

3.6無注入時的半導體雷射器的振盪特點70

3.7本章小結73

參墓酷跨考文獻73

第四章雷射混沌反饋同步以及混沌調製的理論與套用研究75

4.1引言75

4.2模型76

4.2.1同步方程77

4.3雷射混沌通信中的調製與解調82

4.3.1混沌隱藏83

4.3.2混沌鍵控86

4.4雷射混沌相位控制同步及編碼套用87

4.4.1模型88

4.4.2ON/ON ECPSK調製解調91

4.4.3參數失配94

4.4.4噪聲95

4.5同步誤差方程和解調公式的理論證明和分析95

4.5.1同步誤差方程和解調方程的推導95

4.5.2數值分析102

4.6本章小結105

參考文獻105

第五章雷射混沌雙向保密通信套用系統——雷射混沌耦契約步和反饋-耦契約步系統及其在保密通信中的套用107

5.1引言107

5.2耦合下的雷射動力學行為分析108

5.2.1模型108

5.2.2擾動方程及其穩定性分析109

5.2.3分岔圖110

5.3同步111

5.3.1同步方程111

5.3.2解調方程112

5.3.3數值分析113

5.4混沌調製與解調114

5.5“反饋-耦合”同步系統116

5.5.1模型116

5.5.2擾動方程117

5.5.3同步方程118

5.5.4數值分析119

5.5.5衝激回響和噪聲120

5.6混沌通信120

5.6.1混沌隱藏120

5.6.2混沌鍵控122

5.7本章小結123

參考文獻124

第六章雙環摻鉺光纖雷射器混沌

通信套用系統125

6.1引言125

6.2雙環摻鉺光纖雷射器雷射混沌同步及其在編碼中的套用125

6.2.1模型125

6.2.2數值模擬結果127

6.2.3編碼128

6.3本章小結133

參考估糊文獻133

第七章雷射混沌全光中繼站理論與套用研究134

7.1引言134

7.2模型134

7.3同步136

7.3.1中繼站系統同步定理136

7.3.2數值模擬137

7.4中繼站系統在編碼通信中的套用138

7.5頻寬140

7.6本章小結141

參考文獻141

第八章光纖混沌通信理論模型與套用142

8.1引言142

8.2模型143

8.2.1四維雷射混沌“反饋”同步系統144

8.2.2三芝屑朵維“反饋”同步系統145

8.2.3三維“耦合”同步系統145

8.2.4三維“反饋-耦合”同步系統146

8.2.5光纖傳輸系統147

8.3群速度色散的影響149

8.4自相位調製的影響150

8.5交叉相位調製的影舉項立重響151

8.5.1同方向傳輸151

8.5.2反方向傳輸155

8.6態疊加耦合效應及其影響156

8.6.1GVD效應的影響157

8.6.2SPM效應的影響158

8.6.3GVD效應和SPM效應的共同影響159

8.7光纖混沌通信編碼套用的數值模擬和分析160

8.7.1光纖混沌隱藏技術160

8.7.2光纖混沌鍵控技術163

8.8光纖混沌雙向保密通信套用系統164

8.8.1模型164

8.8.2數值分析166

8.9本章小結168

參考文獻169

第九章雷射混沌、同步編碼與信息傳送實驗系統171

9.1引言171

9.2光注入雷射混沌實驗系統171

9.2.1光注入分布反饋半導體雷射器產生混沌171

9.2.2雙光注入多量子阱雷射器系統產生混沌172

9.3光反饋雷射混沌實驗系統174

9.3.1光反饋半導體雷射器產生低頻起伏與混沌174

9.3.2光雙反饋半導體雷射器產生混沌177

9.4雷射混沌同步實驗系統179

9.4.1平坦寬頻混沌雷射同步179

9.4.2光反饋混沌雷射同步181

9.5雷射混沌編碼實驗系統183

9.5.1混沌調製（CM）垂直面發射雷射器編碼解碼實驗系統183

9.5.2雷射器混沌鍵控制（ON/Off-PSK）編碼解碼實驗系統185

9.6雷射混沌信息遠程光纖傳送實驗系統187

9.6.1雷射器混沌信息傳送集成實驗系統187

9.6.2光纖網路密集波分復用雷射混沌保密通信系統190

9.7本章結論192

參考文獻192

第十章混沌控制（同步）理論研究194

10.1引言194

10.2雷射隨機混沌現象及其同步194

10.2.1模型194

10.2.2數值分析和模擬196

10.3光注入半導體雷射器中雷射混沌的泵浦周期調製控制198

10.3.1模型198

10.3.2擾動和激勵方程199

10.3.3數值模擬201

10.4雙環摻鉺光纖雷射器混沌的耦合參數控制以及偏振控制205

10.4.1耦合參數控制方法205

10.4.2偏振控制方法206

10.4.3數值模擬結果206

10.5雙環摻鉺光纖雷射器雷射混沌反相位同步控制210

10.5.1模型210

10.5.2數值模擬結果211

10.6本章結論214

參考文獻214

附錄1半導體雷射器動力學簡單知識216

參考文獻219

附錄2混沌簡單知識220

參考文獻226"

雷射混沌保密通信理論與套用

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