[發(fā)明專利]一種基于單模雙環(huán)摻鉺光纖激光器的模擬電路構(gòu)造方法在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 202010953046.0 | 申請日： | 2020-09-11 |
| 公開（公告）號： | CN112100961A | 公開（公告）日： | 2020-12-18 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 陳嘯 | 申請（專利權(quán)）人： | 寧波海特技術(shù)轉(zhuǎn)移有限公司 |
| 主分類號： | G06F30/367 | 分類號： | G06F30/367 |
| 代理公司： | 北京智乾知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 11552 | 代理人： | 鄧大為 |
| 地址： | 315504 浙*** | 國省代碼： | 浙江;33 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 基于 單模 雙環(huán)摻鉺 光纖 激光器 模擬 電路 構(gòu)造 方法 | ||
本發(fā)明提供了一種基于單模雙環(huán)摻鉺光纖激光器的模擬電路構(gòu)造方法，包括：第一步驟：將單模雙環(huán)摻鉺光纖激光器的動力學方程轉(zhuǎn)換成積分方程；第二步驟：利用電子元器件將積分方程組中的各個積分方程進行分塊設(shè)計，并分塊設(shè)計的電路將連接成完整電路。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種單模雙環(huán)摻鉺光纖激光器模擬電路的電路實現(xiàn)方法。
背景技術(shù)
混沌是一種普遍存在于自然界中的運動狀態(tài)，對初始條件敏感，變化具有隨機性，長期行為具有不可預(yù)測性。其宏觀上雖呈現(xiàn)出無規(guī)則的狀態(tài)，但其本質(zhì)是一種有序運動?；煦缭诟鱾€領(lǐng)域皆有應(yīng)用，例如圖像與文字加密；微弱分析與檢測中的添加白噪聲、高斯噪聲；機電耦合中的電機控制系統(tǒng)、換能系統(tǒng)與風電轉(zhuǎn)換系統(tǒng)等。人們根據(jù)混沌系統(tǒng)的特性建立起對應(yīng)的動力學方程，并通過軟件仿真，硬件實現(xiàn)等手段對其進行研究?；煦珉娮与娐返挠布崿F(xiàn)是研究中的一種重要手段，是非線性科學中的一門前沿課題，其理論主要
光纖激光器的介質(zhì)材料通常使用摻雜少量稀土元素的光纖。作為一種典型的固體激光器，其大多利用光泵浦作為激發(fā)源(即使用一束強光照射激光器的基質(zhì)材料，激勵原子使其躍遷到更高的能級)，當泵浦光耦合到光纖中時，容易在直徑較小的光纖中形成高功率密度，發(fā)生粒子數(shù)反轉(zhuǎn)，進而與光學諧振器配合產(chǎn)生激光振蕩。相比于其他種類光纖，摻雜鉺離子的光纖在低損耗第三通信窗口具有更高的增益。得益于其性質(zhì)特點，摻鉺光纖激光器具有可用帶寬較寬、與光纖元件兼容性好、信噪比高以及與光纖通信最低損耗窗口相匹配等特點。鉺離子的亞穩(wěn)態(tài)壽命最高可達10ms，并且光纖芯功率密度高，使用摻雜鉺離子的光纖作為激光介質(zhì)的激光器對光信號具有放大作用并且可以由連續(xù)工作狀態(tài)過渡到混沌狀態(tài)。光纖激光器是一種非線性系統(tǒng)，根據(jù)Arecchi以弛豫時間作為標準的分類方式可分為A、B和C三類。其中A類和B類產(chǎn)生混沌的方式為引入一個新的自由度，而C類激光器不需要引入自由度便可以獨立產(chǎn)生混沌行為。本發(fā)明涉及的單模雙環(huán)摻鉺光纖激光器是一種以摻鉺光纖作為基質(zhì)材料的激光發(fā)生裝置，是一種C類激光器。
從上世紀90年代起，人們就開始對摻鉺光纖激光器的動力學特征從理論和實驗進行研究。目前產(chǎn)生混沌的方法主要有：利用雙環(huán)耦合作用；利用非線性克爾效應(yīng)進行泵浦或損耗調(diào)制；利用高摻雜光纖中的鉺離子對作用等。
但是，現(xiàn)有的技術(shù)方案無法實現(xiàn)結(jié)構(gòu)簡單、參數(shù)易調(diào)的單模雙環(huán)摻鉺光纖激光器的模擬電路實現(xiàn)方法。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是針對現(xiàn)有技術(shù)中存在上述缺陷，提供一種結(jié)構(gòu)簡單、參數(shù)易調(diào)的單模雙環(huán)摻鉺光纖激光器的模擬電路實現(xiàn)方法。
根據(jù)本發(fā)明，提供了一種基于單模雙環(huán)摻鉺光纖激光器的模擬電路構(gòu)造方法，包括：
第一步驟：將單模雙環(huán)摻鉺光纖激光器的動力學方程轉(zhuǎn)換成積分方程；
第二步驟：利用電子元器件將積分方程組中的各個積分方程進行分塊設(shè)計，并分塊設(shè)計的電路將連接成完整電路。
優(yōu)選地，在第一步驟，對于單模雙環(huán)摻鉺光纖激光器動力學方程：
其中，x、y、z、v表示輸入信號(x，y，z，v)的元素，a、b、c、d、 e、g、h為單模雙環(huán)摻鉺光纖激光器的動力學方程的系數(shù)參數(shù)；
將其由微分方程組轉(zhuǎn)換成為積分方程組：
優(yōu)選地，電子元器件包括線性電阻、線性電容、模擬乘法器和運算放大器。
優(yōu)選地，在第二步驟，根據(jù)電子元器件的基本邏輯功能，構(gòu)造反向加法比例運算電路、反向比例運算電路、反相器和反向積分器，以進一步構(gòu)造模擬運算電路來對輸入信號(x，y，z，v)進行加減運算、乘積運算、變號和積分運算。
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