[发明专利]一种光混沌序列发生器

说明书

技术领域

本发明属于通信领域，尤其涉及一种可以产生混沌序列的全光器件。

背景技术

混沌是非线性系统中确定性的、类似随机的现象，它对初值的变化十分敏感。混沌信号具有良好的相关性和保密性，且具有宽功率谱、似噪声、可再生等特点，利用混沌系统产生的混沌序列非常适合作为CDMA系统中的扩频序列。在无线CDMA领域，已有大量理论和实验研究报道如何利用混沌系统产生具有良好相关性的混沌序列，而探讨混沌序列在OCDMA系统中的产生和应用成为一个崭新且有意义的研究方向。

有文献提出了一种产生光强混沌变化的单极性序列的方法，并将其应用到OCDMA系统中，以提高通信的安全性。但这种单极性序列的相关性较差，多址干扰大，同时接入系统的用户数量非常有限。马赫-增德尔干涉仪可以调制输入光电场矢量的振幅和相位，利用这一原理我们设计了产生模拟双极性混沌序列的全光器件。

发明内容

本发明的目的是一种可以在光域产生模拟双极性混沌序列的发生器。

马赫-增德尔干涉仪可调制输入光电场矢量的振幅和相位，通过控制干涉仪两臂引起的相移，可以使输出光的电场矢量等于输入光电场矢量与余弦项的乘积，多个干涉仪结合光纤延迟线和相移器能够按logistic映射产生双极性的混沌序列，形成混沌序列发生器。此混沌序列发生器可以用于OCDMA系统中，以提高系统的容量及保密性。

附图说明

图1为马赫增德尔干涉仪示意图；

图2为由马赫增德尔干涉仪和光纤延迟线及相移器构成的光混沌序列发生器。

具体实施方式

本发明为一种可以产生模拟双极性混沌序列的全光器件，其工作原理如下所述：

1.Logistic映射及其性质

Chebeshev多项式为T_m(x)，m≥2，其中，T₂(x)＝2x²-1，T₃(x)＝4x³-3x，…；Chebeshev多项式具有性质：T_m[cos(θ)]＝cos(mθ)^[2]。由其构成的Logistic映射为x_n+1＝T_m(x_n)，x_n∈[-1，1]。当x_n＝cos(θ)时，x_n+1＝cos(mθ)。

2.用马赫-增德尔干涉仪产生模拟的双极性混沌序列

马赫-增德尔干涉仪可以调制输入光的电场，其结构如图1所示。设输入光的电场强度为：

E_i＝Ae^iωti_l    (1)

A是电场的振幅，ω是光的角频率，i_l表示偏振方向上的单位矢量，光功率为：

Ei·Ei*=A2---(2)]]>

经过第一个3dB耦合器之后，输入光分成两束，每束光功率为：

P_i1＝P_i2＝A²/2    (3)

若经过上下两臂传输后，两束光的偏振方向保持不变，则电场强度可分别表示为：