[发明专利]一种基于相干域的混沌激光外腔时延的识别装置

说明书

本发明涉及激光技术领域，具体是一种基于相干域的混沌激光外腔时延的识别装置。一种基于相干域的混沌激光外腔时延的识别装置,包括混沌激光源、光隔离器、第二1×2光纤耦合器、第一掺铒光纤放大器、第二光偏振控制器、延迟光纤、第二掺铒光纤放大器、单边带调制器、微波源、第三光偏振控制器、光偏振合束器、保偏光纤、第四光偏振控制器、第三掺铒光纤放大器、保偏环行器、光电探测器、示波器、探测脉冲激光源。本发明是一种在线提取时延特征的方式，提取速率更快；提取时延的结果更加简单、直观；且本发明提供的装置能够更加准确地识别混沌激光外腔时延的信息，并能识别出现有方法无法有效识别的时延信息，避免出现误判。

技术领域

本发明涉及激光技术领域，具体是一种基于相干域的混沌激光外腔时延的识别装置。

背景技术

半导体激光器通过外腔反馈引入一个自由度可产生高维混沌激光。混沌激光具有类噪声、宽频谱和自相关曲线具有类似于d函数的特性，使其在保密通信、高速随机数产生、激光雷达、光时域反射仪以及分布式光纤传感等领域具有重要应用。然而，外腔反馈同时也使半导体激光器输出的混沌激光普遍携带外腔引起的时延信息，这对混沌激光的应用产生了不利影响。例如，对于混沌保密通信，保密性主要依赖于发射机参数确认的困难和收发系统同步对参数失配的敏感，然而利用外腔长作为混沌保密通信的密匙，会为混沌保密通信攻击者提供可能的线索，使其易于破解；对于基于混沌激光的高速随机数发生器，混沌激光的外腔时延特征暗含了周期性，削弱了混沌源的无序性，使生成随机码的随机性恶化；对于混沌激光雷达和混沌光时域反射仪，混沌激光信号的相关曲线在外腔时延对应处的峰值会降低其动态范围，甚至会引起目标误判；对于基于混沌激光的分布式光纤传感系统，混沌激光外腔时延特征对应的旁瓣噪声会影响系统的信噪比。因此，混沌激光的外腔时延特征极其严重地限制了混沌激光的应用。

近年来，混沌激光的时延特征成为混沌激光产生和应用领域诸多学者研究的对象。特别是混沌激光时延特征的提取问题，研究者提出了一些识别时延特征的方法，例如：基于时域的方法有自相关、互信息以及排列熵等；基于频域的方法有功率谱分析法。

基于时域的识别方法是通过数据采集装置记录下混沌激光信号的强度信息，然后通过计算机上的自相关、互信息或排列熵算法实现时延特征的提取；基于频域的识别方法是利用频谱分析仪记录下混沌激光信号的功率谱，然后对其分析来提取时延特征信息。然而上述方法容易出现对延时特征提取的误判，特别是在混沌激光外腔时延信息仍然存在，但是利用各种手段将时延信息隐藏的情况下。

基于此，有必要发明一种全新的混沌激光外腔时延的识别装置，以解决现有的混沌激光外腔时延识别方法存在的上述问题。

发明内容

本发明提供一种基于相干域的混沌激光外腔时延的识别装置，克服了现有识别方法在混沌激光外腔时延特征被隐藏的情况下出现误判的问题。

本发明是采用如下技术方案实现的：

一种基于相干域的混沌激光外腔时延的识别装置，包括混沌激光源、光隔离器、第二1×2光纤耦合器、第一掺铒光纤放大器、第二光偏振控制器、延迟光纤、第二掺铒光纤放大器、单边带调制器、微波源、第三光偏振控制器、光偏振合束器、保偏光纤、第四光偏振控制器、激光源、电光调制器、脉冲发生器、第三掺铒光纤放大器、保偏环行器、光电探测器、示波器；

其中，激光源、电光调制器、脉冲发生器共同构成探测脉冲激光源；