[實用新型]一種基于光電反饋環形激光器的保密通信系統

有效

• 申請號: 201620823345.1
• 申請日: 2016-08-01
• 公開（公告）號: CN206237417U
• 公開（公告）日: 2017-06-09
• 發明（設計）人: 吳加貴
• 申請（專利權）人: 西南大學
• 主分類號: H04L9/00
• 分類號: H04L9/00
• 代理公司: 重慶中流知識產權代理事務所(普通合伙)50214
• 代理人: 陳立榮

技術領域

本實用新型涉及混沌同步通信領域，具體涉及一種基于光電反饋環形激光器的保密通信系統。

背景技術

人類對混沌同步通信的探索從未間斷過，1990年Pecora和Carroll提出并驗證了混沌同步方案，緊接著，1994年Colet和Roy就提出了光混沌同步通信的思想。隨著研究的深入，半導體激光器(Semiconductor Lasers，SLs)因其具有高調制帶寬以及與光纖系統的良好兼容性等優點而逐漸進入人們視野。隨著時代的發展，更多種類的SLs相繼問世。而基于SLs的混沌同步通信系統也被相繼提出，從簡單的單向混沌同步通信到單向雙信道混沌通信，再到復雜的雙向雙信道混沌通信。

近年來，基于一種新型的半導體環形激光器(Semiconductor Ring Lasers，SRLs)的混沌保密通信備受人們的關注。與其他類型的SLs相比，SRLs它具有低閾值、小尺寸、高集成度、低功耗等獨特的優勢，并且SRLs內部是一個環形的諧振腔，腔內激光就不需要反射鏡或者端面來提供反饋。因此，SRLs存在兩個相反方向的輸出模式，按順時針方向旋轉的稱為順時針(Clockwise，CW)模式，另一模式按逆時針方向旋轉，稱為逆時針(Counterclockwise，CCW)模式。但是由于SRLs響應帶寬的限制，使得基于SRLs的混沌同步通信傳輸的信息速率很低，安全性也極低，以及延伸導致用戶體驗不佳。

發明內容

為解決現有半導體環形激光器的混沌同步通信傳輸的信息速率很低，安全性也極低，以及延伸導致的用戶體驗不佳等問題，本實用新型提出了一種基于光電反饋環形激光器的保密通信系統。

本實用新型提出的一種基于光電反饋環形激光器的保密通信系統，其特征在于，所述系統包括：光電反饋結構和光電注入結構；

所述光電反饋結構包括驅動半導體環形激光器(Driving Semiconductor Ring Laser，D-SRL)、信息發射端、光分束器(Beam Splitter,BS)、第一光電探測器(Photodetector，PD)、第一放大器、第一網絡偏置器及第一直流輸入端；所述D-SRL包括兩個相反方向的輸出模式：順時針(Clockwise，CW)模式和逆時針(Counterclockwise，CCW)模式；其中，所述D-SRL和所述信息發射端與所述BS連接，所述PD分別與所述BS和所述第一放大器連接，所述第一網絡偏置器分別與所述第一放大器、所述第一直流輸入端及所述D-SRL連接，從而構成所述光電反饋結構；

所述光電注入結構包括第二PD、第二放大器、第二網絡偏置器、第二直流輸入端、響應半導體環形激光器(Responding Semiconductor Ring Laser，R-SRL)、第三PD、解調器及信息接收端；所述第二PD分別與所述光分束器、所述第二放大器及所述解調器連接；所述第二網絡偏置器分別與所述第二放大器、所述第二直流輸入端及所述R-SRL連接；所述第三PD分別與所述R-SRL和所述解調器連接；從而構成所述光電注入結構。

進一步，所述D-SRL和R-SRL為對稱結構時可達到高質量的混沌同步；所述對稱結構為反饋強度η_OE與注入強度δ相等、所述D-SRL的反饋延遲時間τ_OE和所述R-SRL的注入延遲時間τ_c相等；所述反饋強度η_OE為反饋回所述D-SRL的光場與輸出光場之間的比值；所述注入強度δ為注入所述R-SRL光場與輸出光場之間比值。

進一步的，所述反饋強度η_OE與注入強度δ相等且均介于1.045與1.155之間；所述D-SRL的反饋延遲時間τ_OE和所述R-SRL的注入延遲時間τ_c相等且均介于2.1ns與2.3ns之間。

進一步的，所述反饋強度η_OE與注入強度δ均為1.1；所述D-SRL的反饋延遲時間τ_OE和所述R-SRL的注入延遲時間τ_c均為2.2ns。

進一步的，所述R-SRL的個數為兩個，通過所述D-SRL驅動所述兩個R-SRL，使所述兩個R-SRL達到高質量的等時同步，從而完成高速雙向雙信道混沌保密通信。