[发明专利]混沌光电振荡器及其混沌信号产生方法

说明书

本发明提供了一种高速变化的混沌光电振荡器及其混沌信号产生方法，属于微波光子学技术领域。该混沌光电振荡器包括：扫频激光器、相位调制器、环形器、线性啁啾光纤布拉格光栅、光电探测器、电放大器以及分束器；扫频激光器、相位调制器、环形器以及光电探测器之间相互连接形成一条直线；线性啁啾光纤布拉格光栅连接于所述环行器上；光电探测器、电放大器、分束器以及相位调制器之间相互连接形成一条环路，通过控制线路中信号的功率以及偏振状态等条件，可以使得线路进入混沌状态从而输出混沌信号，结合扫频激光器输出的周期性变化的光信号，使得该混沌光电振荡器可以输出高速变化的混沌信号。

技术领域

本发明涉及微波光子学技术领域，尤其涉及一种混沌光电振荡器及其混沌信号产生方法。

背景技术

混沌是普遍存在于自然社会中的一种现象，描述了在一个确定系统中出现的不确定的类随机行为，是确定性与随机性的统一体。混沌的确定性表现在其由确定的系统产生，并且可以用确定的微分或差分方程进行描述；混沌的随机性表现在其运动轨迹不可预测，具有类噪声性。

常见的混沌激光产生方式有很多，最为典型的是基于半导体激光器进而产生混沌激光。主要的指导思想是增加一个自由度，进而产生混沌激光。主要的常见方法包括有：外光注入半导体激光器，光反馈半导体激光器以及光电振荡器的方法。关于光电振荡器的方案，在相关研究人员对延迟反馈系统的分叉特征研究之后，多种延迟模型被实验和数值模拟研究，其中最为典型的即光电振荡器。关于采用光电振荡器方案目前研究的方向主要分为两类：1、运用光电振荡器产生高频率和低相位噪声的微波信号，2、是产生混沌等非线性动态行为。很多相关的研究人员对于采用光电振荡器产生混沌的方案进行了相关的研究。2004年有人采用马赫曾德尔调制器作为光电振荡器的非线性器件，05年发表于“Nature”报道了将光电振荡器作为混沌激光发生装置应用在了超长距离的混沌光保密网络通信中；2013年网络中四个光电振荡器做到了同步输出等等。

但是，现有的光电振荡器所产生的混沌激光一般都是固定的单频信号的激光，随着科技的进步，现有的光电振荡器产生的固定单频信号与已经不能满足现实的应用，因此，为了满足实际应用，需要制造一种多频率的，宽带的光电振荡器。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明开提供了一种混沌光电振荡器及其混沌信号产生方法，以至少部分解决以上所提出的技术问题。

(二)技术方案

根据本发明的一个方面，提供了一种混沌光电振荡器，其特征在于，包括：扫频激光器(1)、相位调制器(2)、环形器(4)、线性啁啾光纤布拉格光栅(5)、光电探测器(7)、电放大器(8)以及分束器(9)；

所述扫频激光器(1)、相位调制器(2)、环形器(4)以及光电探测器(7)之间相互依次连接，所述线性啁啾光纤布拉格光栅(5)连接于所述环行器(4)上；，所述光电探测器(7)、电放大器(8)、分束器(9)以及相位调制器(2)之间相互依次并首尾连接形成环路。

在一些实施例中，所述扫频激光器(1)、相位调制器(2)、环形器(4)、光电探测器(7)之间以及所述线性啁啾光纤布拉格光栅(5)与环行器(4)之间均通过光纤连接；，其中所述环形器(4)与所述光电探测器(7)之间连接的光纤为延时光纤，长度为数米或者数千米。

在一些实施例中，所述光电探测器(7)、电放大器(8)、分束器(9)以及相位调制器(2)之间通过电缆连接。

在一些实施例中，所述扫频激光器(1)为电流驱动的扫频半导体激光器或者基于单边带调制的扫频激光器；所述扫频激光器(1)的发光波长呈周期性变化。