[發明專利]低時延特征混沌激光信號的發生裝置及方法

有效

• 申請號: 202011186299.6
• 申請日: 2020-10-30
• 公開（公告）號: CN112332208B
• 公開（公告）日: 2021-09-03
• 發明（設計）人: 傅雪蕾;李政穎;王凱平
• 申請（專利權）人: 武漢理工大學
• 主分類號: H01S5/00
• 分類號: H01S5/00;H01S5/12
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 李滿;潘杰

1.一種低時延特征混沌激光信號的發生裝置，其特征在于：包括光反饋半導體激光器(1)、光纖耦合器(2)、光衰減器(3)、光反射元件弱光柵陣列(4)，所述光反饋半導體激光器(1)的輸出端與所述光纖耦合器(2)的第一通信端連接，所述光纖耦合器(2)的第二通信端通過光衰減器(3)連接至光反射元件弱光柵陣列(4)，所述光纖耦合器(2)的第三通信端為混沌信號的輸出終端；

所述光反饋半導體激光器(1)用于向光纖耦合器(2)發出中心波長不變的窄帶光，光纖耦合器(2)的第二通信端輸出的窄帶光經過光衰減器(3)到達反射元件弱光柵陣列(4)，反射元件弱光柵陣列(4)用于對窄帶光進行光柵反射，反射的窄帶光依次經過光衰減器(3)和光纖耦合器(2)返回光反饋半導體激光器(1)中，產生混沌激光信號；通過調節光反饋半導體激光器(1)的溫度控制器來改變光反饋半導體激光器(1)輸出窄帶光的中心波長，使光反饋半導體激光器(1)輸出窄帶光的中心波長與光反射元件弱光柵陣列(4)的中心波長達到預設差值，保證輸出的混沌信號達到最小時間延遲簽名結果，并通過調節光衰減器(3)衰減的光的光強大小來控制反射回光反饋半導體激光器(1)的窄帶光的光強，從而使光纖耦合器(2)的第三通信端輸出時延特征被消除的混沌激光信號。

2.根據權利要求1所述的低時延特征混沌激光信號的發生裝置，其特征在于：所述反射的窄帶光依次經過光衰減器(3)和光纖耦合器(2)返回光反饋半導體激光器(1)中，反射的窄帶光對光反饋半導體激光器(1)內部增益介質進行激勵，使光反饋半導體激光器(1)內部增益介質發生振蕩并進入不穩定狀態，最終產生混沌激光信號。

3.根據權利要求1所述的低時延特征混沌激光信號的發生裝置，其特征在于：通過調節光衰減器(3)衰減的光的大小來控制反射回光反饋半導體激光器(1)的窄帶光的光強，使反饋回光反饋半導體激光器(1)的光強與光反饋半導體激光器(1)輸出的光強比在0.04～0.1范圍內變化。

4.根據權利要求1所述的低時延特征混沌激光信號的發生裝置，其特征在于：所述光反射元件弱光柵陣列(4)由多個相同反射率的光柵組成，所述光柵的反射率范圍為-40db～-41db,在室溫下所述光柵的中心波長范圍為1550.45～1550.65nm。

5.根據權利要求1所述的低時延特征混沌激光信號的發生裝置，其特征在于：所述光反射元件弱光柵陣列(4)中光柵的長度為1cm，相鄰兩個光柵之間的間隔為1cm。

6.根據權利要求1所述的低時延特征混沌激光信號的發生裝置，其特征在于：所述光纖耦合器(2)為1×2光纖耦合器，光纖耦合器(2)的第二通信端與第三通信端之間的分光比為95：5。

7.根據權利要求1所述的低時延特征混沌激光信號的發生裝置，其特征在于：通過調節光反饋半導體激光器(1)的溫度控制器使光反射元件弱光柵陣列(4)的中心波長與光反饋半導體激光器(1)輸出窄帶光中心波長差值的變化，即失諧頻率以12.5GHz/℃的速率改變。

8.根據權利要求1所述的低時延特征混沌激光信號的發生裝置，其特征在于：所述光反射元件弱光柵陣列(4)提供具有波長選擇性的分布式光反饋，使反射光經過不同的群延時被反饋回光反饋半導體激光器(1)腔內。

9.根據權利要求1所述的低時延特征混沌激光信號的發生裝置，其特征在于：所述光反饋半導體激光器(1)在控制器設置為56攝氏度的時候發出窄帶光的中心波長為1550.55nm，波長范圍為1550.45～1550.65nm。

10.一種低時延特征混沌激光信號的發生方法，其特征在于，它包括如下步驟：

步驟1：光反饋半導體激光器(1)用于向光纖耦合器(2)發出中心波長不變的窄帶光；

步驟2：光纖耦合器(2)的第二通信端輸出的窄帶光經過光衰減器(3)到達反射元件弱光柵陣列(4)，反射元件弱光柵陣列(4)對窄帶光進行光柵反射，反射的窄帶光依次經過光衰減器(3)和光纖耦合器(2)返回光反饋半導體激光器(1)中，產生混沌激光信號；

步驟3：通過調節光反饋半導體激光器(1)的溫度控制器來改變光反饋半導體激光器(1)輸出窄帶光的中心波長，使光反饋半導體激光器(1)輸出窄帶光的中心波長與光反射元件弱光柵陣列(4)的中心波長達到預設差值，保證輸出的混沌信號達到最小時間延遲簽名結果；

步驟4：通過調節光衰減器(3)衰減的光的光強大小來控制反射回光反饋半導體激光器(1)的窄帶光的光強，從而使光纖耦合器(2)的第三通信端輸出時延特征被消除的混沌激光信號。