[發明專利]一種產生寬帶混沌激光的裝置

有效

• 申請號: 202010111358.7
• 申請日: 2020-02-24
• 公開（公告）號: CN111277338B
• 公開（公告）日: 2022-07-26
• 發明（設計）人: 江寧;趙安可;邱昆
• 申請（專利權）人: 電子科技大學
• 主分類號: H04B10/85
• 分類號: H04B10/85;H04L9/00;H04L9/08
• 代理公司: 成都行之專利代理事務所(普通合伙) 51220
• 代理人: 溫利平

本發明公開了一種產生寬帶混沌激光的裝置，通過混沌激光源1輸出的混沌激光被分為兩路：一路經過光電探測器轉換為電域混沌信號，再經過射頻放大器放大后作為混沌激光源2中相位調制器的射頻輸入；另一路作為混沌激光源1最終產生的寬帶混沌激光；混沌激光源2中相位調制器輸出光信號也被分為兩路：一路注入至混沌激光源1中的半導體激光器；另一路在經過一個色散模塊后，作為混沌激光源2最終產生的寬帶混沌激光。

技術領域

本發明屬于光通信技術領域，更為具體地講，涉及一種產生寬帶混沌激光的裝置。

背景技術

混沌激光在保密光通信、高速物理隨機數產生以及高分辨率抗干擾雷達探測等領域具有重要的應用。將寬帶大幅度的混沌激光作為掩藏信息的載波，再利用混沌同步進行信息解調，可以實現高速信息的加密通信；混沌激光因其高帶寬、大幅度的類噪聲特性，被用作新一代物理熵源以解決物理隨機數實時生成速率不足的問題；利用寬帶混沌激光作為信號源構建雷達系統，可有效提高目標探測的距離分辨率。

外腔半導體激光器由于結構簡單、操作方便、易于集成等優點，成為混沌激光產生與應用最常見的光源。

然而，經過深入研究后，學者們發現外腔半導體激光器產生的混沌激光存在一些缺陷:(1)外腔半導體激光器具有明顯的弛豫振蕩,從功率譜上觀察,混沌激光的主要能量集中于弛豫振蕩頻率附近,因此限制了功率譜的有效帶寬和平坦度；(2)由于外腔諧振的存在，導致產生的混沌信號自相關曲線在外腔周期處出現明顯的相關峰,這種特征被稱為時延標簽；這些缺陷的存在限制了實際的應用。

在保密通信中，弛豫振蕩導致混沌激光帶寬僅為數GHz，這種有限的帶寬將限制混沌光通信的傳輸速率；同時時延特征泄露了外腔長度,導致截獲方能利用這一關鍵結構信息重構混沌載波信號,進而破解傳輸的信息,削弱了通信系統的安全性。在物理隨機數產生中,有限的熵源帶寬限制了產生的物理隨機數的速率；時延特征惡化了0、1比特的隨機性與均衡比,需要利用復雜的后續處理進行優化。在雷達探測方面,有限的帶寬限制了混沌激光探測距離分辨率的提升；時延特征也降低了雷達系統的安全性與抗干擾能力。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種產生寬帶混沌激光的裝置，能同時產生兩路互不相關的高寬帶混沌信號，具有的平坦的功率譜與高復雜度,并且能有效的抑制時延標簽。

為實現上述發明目的，本發明一種產生寬帶混沌激光的裝置，其特征在于，包括：

第一混沌激光源，包括：半導體激光器SL、光纖耦合器FC、可調光纖延時線DL、光環形器OC、光纖反射鏡M和可調光衰減器VOA；

其中，半導體激光器SL產生激光信號，先由第一光纖耦合器FC分為兩路，其中一路激光信號直接輸入至可調光延遲線DL，經過可調光延遲線DL的延遲處理后再通過第一可調光衰減器VOA進行衰減，最后由光纖反射鏡M反射，返回至半導體激光器SL，從而形成反饋光回路；另一路激光信號再由第二光纖耦合器FC分為兩路，其中一路激光信號經過光環形器OC控制光傳輸方向，并由光環形器OC的第二端口輸入并由第三端口輸出，輸出的光信號經過第一光電探測器PD轉換為電域混沌信信號，并作為第一混沌激光源輸出的寬帶混沌激光；而另一路激光信號直接輸入至第二混沌激光源；

第二混沌激光源，包括：連續波長激光器CW、相位調制器PM、光纖耦合器FC、可調光衰減器VOA、射頻放大器RF、光電探測器PD和色散模塊DM；