[發(fā)明專利]一種時延標(biāo)簽隱藏的混沌激光信號產(chǎn)生方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910315679.6
• 申請日: 2019-04-17
• 公開（公告）號: CN110112646B
• 公開（公告）日: 2020-08-28
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 江寧;王亞軍;陳璐;李保川;邱昆
• 申請（專利權(quán)）人: 電子科技大學(xué)
• 主分類號: H01S5/00
• 分類號: H01S5/00;H01S5/06;H01S5/12
• 代理公司: 成都玖和知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 51238
• 代理人: 胡琳梅

本發(fā)明提出一種時延標(biāo)簽隱藏的混沌激光產(chǎn)生方案。該方案主要采用并聯(lián)耦合多環(huán)形諧振器濾波裝置取代傳統(tǒng)外腔光反饋半導(dǎo)體激光器的鏡面反饋裝置，其中，并聯(lián)耦合多環(huán)形諧振器由多個(兩個、三個或者更多)Add?Drop單環(huán)形諧振器并聯(lián)耦合組成。該方案是將DFB激光器的輸出光從環(huán)形諧振器的輸入端輸入，然后在環(huán)形諧振器的Drop端和Through端得到兩路輸出光，其中，將Drop端的輸出光作為激光器的反饋光，反饋到半導(dǎo)體激光器中；將Through端的輸出光作為最終的混沌激光信號。經(jīng)過上述的操作處理，可以實(shí)現(xiàn)混沌激光信號時延標(biāo)簽的有效消除。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于激光器技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種時延標(biāo)簽隱藏的混沌激光信號產(chǎn)生方法及系統(tǒng)。

技術(shù)背景

近年來，由于外腔半導(dǎo)體激光器結(jié)構(gòu)簡單，其產(chǎn)生的混沌激光信號具有寬帶寬和類噪聲的特性，因此在保密通信、隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生以及激光雷達(dá)等領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。然而，隨著研究的不斷深入，外腔半導(dǎo)體激光器混沌激光信號的缺點(diǎn)也逐漸暴露出來：(1)外腔半導(dǎo)體激光器產(chǎn)生的混沌激光信號具有明顯的馳豫振蕩，使得混沌激光信號的大部分能量集中分布在馳豫振蕩頻率附近，從而限制了混沌信號的帶寬；(2)由于外腔諧振特性的存在，使得混沌激光信號的自相關(guān)函數(shù)曲線在外腔反饋時延處具有明顯的相關(guān)峰，即時延標(biāo)簽。特別是時延標(biāo)簽的存在，嚴(yán)重限制了混沌激光信號在上述各個領(lǐng)域的應(yīng)用。在安全通信領(lǐng)域，竊密者可以通過時延標(biāo)簽來獲得外腔半導(dǎo)體激光器的外腔腔長信息，從而增大了安全通信系統(tǒng)重構(gòu)的可能性，降低了通信系統(tǒng)的安全性；在隨機(jī)數(shù)產(chǎn)生應(yīng)用中，時延標(biāo)簽的存在會裂化產(chǎn)生的數(shù)字序列的隨機(jī)性；在激光雷達(dá)領(lǐng)域，時延標(biāo)簽的存在會降低雷達(dá)系統(tǒng)的分辨率和準(zhǔn)確度。

針對時延標(biāo)簽隱藏問題，在文獻(xiàn)[J.G.Wu,“Suppression of time delaysignatures of chaotic output in a semiconductor laser with double opticalfeedback”,Optics Express,17(22):20124-20133,2009.]中，作者采用外腔雙反饋裝置，通過實(shí)驗(yàn)和仿真證明實(shí)現(xiàn)了混沌激光信號時延標(biāo)簽的抑制。在文獻(xiàn)[D.Wang,“Time delaysignature elimination of chaos in a semiconductor laser by dispersivefeedback from a chirped FBG”,Optics express,25(10):10911-10924,2017.]中，作者利用啁啾光纖布拉格光柵，通過實(shí)驗(yàn)和仿真證明實(shí)現(xiàn)了混沌激光信號時延標(biāo)簽的抑制。與之不同的是，本發(fā)明提出一種新的時延標(biāo)簽有效隱藏的混沌激光信號產(chǎn)生方案，該方案不僅可以消除混沌激光信號的時延標(biāo)簽，而且可以使得混沌激光信號的有效帶寬有所增加。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的在于針對傳統(tǒng)外腔半導(dǎo)體激光混沌信號存在時延標(biāo)簽的問題，提出一種時延標(biāo)簽隱藏的混沌激光信號產(chǎn)生方法和系統(tǒng)。該方案通過利用并聯(lián)耦合多環(huán)形諧振器的非線性濾波效果，實(shí)現(xiàn)混沌激光信號時延標(biāo)簽的有效隱藏。

為實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，本發(fā)明提出一種時延標(biāo)簽隱藏的混沌激光信號產(chǎn)生方法，包括：采用并聯(lián)耦合多環(huán)形諧振器，取代傳統(tǒng)外腔光反饋(COF)半導(dǎo)體激光器的鏡面反饋裝置，其中，并聯(lián)耦合多環(huán)形諧振器具有兩個輸入端口，分別為Input端和Add端，同時具有兩個輸出端口，分別為Drop端和Through端；Input端接收激光器的輸出光，Drop端的輸出光反饋到激光器中，Through端輸出混沌激光信號，該混沌激光信號即為時延標(biāo)簽隱藏的混沌激光信號。

優(yōu)選的，并聯(lián)耦合多環(huán)形諧振器由多個Add-Drop單環(huán)形諧振器并聯(lián)耦合形成。

優(yōu)選的，并聯(lián)耦合多環(huán)形諧振器可以由兩個Add-Drop單環(huán)形諧振器并聯(lián)耦合組成并聯(lián)耦合雙環(huán)形諧振器(DRR)。

優(yōu)選的，并聯(lián)耦合多環(huán)形諧振器也可以由三個Add-Drop單環(huán)形諧振器并聯(lián)耦合組成并聯(lián)耦合三環(huán)形諧振器(TRR)。