[实用新型]中心波长可调谐的宽带混沌信号发生装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种中心波长可调谐的宽带混沌信号发生装置。

背景技术

基于半导体激光器产生的光混沌信号因其在高速随机数产生，光混沌雷达以及光混沌保密通信等方面的应用而受到广泛的关注。尤其在光混沌保密通信中，半导体激光器产生的光混沌信号由于能较好的和现有光纤网络兼容以及较高的安全性激发了国内外学者的研究热情。在光混沌保密通信中，类似于噪声的光混沌信号在发射端被作为混沌载波来加载所需要传输的信号，而在接收端基于混沌同步的原理被减去，再进行滤波处理后即可恢复原来传输的信号。将类似噪声的光混沌信号作为光载波，可以有效地隐藏被传输的实际信号，而基于混沌同步的解调方式，也进一步提高了光混沌保密通信的安全性。为了提高光混沌保密通信的数据传输速率和安全性，目前的方法是寻找混沌带宽更大，动力学复杂度更高的混沌信号来作为混沌载波。

近年来，波分复用(Wave length Division Multiplex,WDM)结构也被进入了光混沌保密通信系统中。Zhang等理论研究了波分复用混沌光通信(COC)和传统的光纤通信(CFOC)系统，讨论了COC系统和CFOC系统的内部信道串扰问题。通过引入两个混沌光注入多模半导体激光器，Jiang等理论研究了安全性增强的WDM光混沌保密通信系统。此外，相关的实验研究也相继被报道。Paul等通过使用两个外腔反馈半导体激光器产生两路混沌载波，实验证实了双信道的混沌保密通信的可行性。Matsuura等实验研究了在两对单路耦合的Nd:YVO4激光器组成的波分复用系统并成功地实现了双路光混沌保密通信。Argyris等通过使用一个分布式反馈半导体激光器(DFB-SL)和两个集成半导体激光器作为发射端，实验研究了一个基于密集波分复用(DWDM)结构的光混沌保密通信系统，并成功地实现了1.25Gb/s信号的加密传输。通常，对于一个WDM光混沌保密通信系统而言，人们希望混沌载波的中心波长是可大范围调谐的。然而，目前常见的商用DFB激光器或者垂直腔面发射激光器(VCSELs)的中心波长只能同过调节偏置电流或者激光器的问题在较小的波长范围内调谐。并且用作混沌载波的混沌信号的带宽也是一个提高光混沌保密通信信号传输速率的关键因素。

实用新型内容

本实用新型的目的是提供一种在波分复用WDM系统中，一定波长范围内能够容纳的信道数更多地中心波长可调谐的宽带混沌信号发生装置。

为达到上述实用新型目的，本实用新型中心波长可调谐的宽带混沌信号发生装置，利用光纤布拉格光栅作为弱谐振腔法布里-珀罗激光器的外腔，来产生中心波长可调谐的宽带光混沌信号；

弱谐振腔法布里-珀罗激光器WRC-FPLD的输出首先经过一个第一光环形器OC1，输入第一光纤耦合器FC1，然后经参铒掺铒光纤放大器EDFA放大后被可调谐光纤布拉格光栅TFBG反射，反射光依次经过偏振控制器PC、可调衰减器VA、第二光纤耦合器FC2和第一光环形器OC1后又被反馈回弱谐振腔法布里-珀罗激光器WRC-FPLD腔内；

其中，弱谐振腔法布里-珀罗激光器WRC-FPLD的偏置电流和温度由一个超低噪声和高温度精确度的激光驱动源所控制。

进一步地，弱谐振腔法布里-珀罗激光器WRC-FPLD的温度固定在20.02℃，偏置电流I固定为35mA。

进一步地，可调谐光纤布拉格光栅TFBG的参数：可调谐波长范围1544.00nm～1556.00nm,3dB带宽:0.28nm。

进一步地，还包括第一光环形器OC1输出的光经过第一光纤耦合器FC1分为两部分，一部分经参铒掺铒光纤放大器EDFA放大后被可调谐光纤布拉格光栅TFBG反射，另一部分的输出则进入探测系统，所述探测系统包括一个光电探测器PD,一个电谱分析仪和一个光谱分析仪，偏振控制器PC用于控制反馈光的偏振态，可变衰减器VA用于调整反馈光的反馈功率，光功率计PM用于检测反馈光的光功率。

本实用新型中心波长可调谐的宽带混沌信号发生装置相对于现有技术的优点。

利用FBG外腔弱谐振腔法布里-珀罗激光器(WRC-FPLD)来产生中心波长可调谐的宽带光混沌信号。和传统的FP激光器相比，WRC-FPLD的前端面镀有增透膜，因此它的前端面反射率比普通FP激光器更低，通常在1％到30％，因此WRC-FPLD具有更宽的增益谱。同时，由于WRC-FPLD的腔长比传统的FP激光器器更长，达到约600μm，所以WRC-FPLD的纵模间隔更小，这就意味着在WDM系统中，一定波长范围内能够容纳的信道数更多。

附图说明