[发明专利]一种产生宽带混沌激光的装置

说明书

本发明公开了一种产生宽带混沌激光的装置，通过混沌激光源1输出的混沌激光被分为两路：一路经过光电探测器转换为电域混沌信号，再经过射频放大器放大后作为混沌激光源2中相位调制器的射频输入；另一路作为混沌激光源1最终产生的宽带混沌激光；混沌激光源2中相位调制器输出光信号也被分为两路：一路注入至混沌激光源1中的半导体激光器；另一路在经过一个色散模块后，作为混沌激光源2最终产生的宽带混沌激光。

技术领域

本发明属于光通信技术领域，更为具体地讲，涉及一种产生宽带混沌激光的装置。

背景技术

混沌激光在保密光通信、高速物理随机数产生以及高分辨率抗干扰雷达探测等领域具有重要的应用。将宽带大幅度的混沌激光作为掩藏信息的载波，再利用混沌同步进行信息解调，可以实现高速信息的加密通信；混沌激光因其高带宽、大幅度的类噪声特性，被用作新一代物理熵源以解决物理随机数实时生成速率不足的问题；利用宽带混沌激光作为信号源构建雷达系统，可有效提高目标探测的距离分辨率。

外腔半导体激光器由于结构简单、操作方便、易于集成等优点，成为混沌激光产生与应用最常见的光源。

然而，经过深入研究后，学者们发现外腔半导体激光器产生的混沌激光存在一些缺陷:(1)外腔半导体激光器具有明显的弛豫振荡,从功率谱上观察,混沌激光的主要能量集中于弛豫振荡频率附近,因此限制了功率谱的有效带宽和平坦度；(2)由于外腔谐振的存在，导致产生的混沌信号自相关曲线在外腔周期处出现明显的相关峰,这种特征被称为时延标签；这些缺陷的存在限制了实际的应用。

在保密通信中，弛豫振荡导致混沌激光带宽仅为数GHz，这种有限的带宽将限制混沌光通信的传输速率；同时时延特征泄露了外腔长度,导致截获方能利用这一关键结构信息重构混沌载波信号,进而破解传输的信息,削弱了通信系统的安全性。在物理随机数产生中,有限的熵源带宽限制了产生的物理随机数的速率；时延特征恶化了0、1比特的随机性与均衡比,需要利用复杂的后续处理进行优化。在雷达探测方面,有限的带宽限制了混沌激光探测距离分辨率的提升；时延特征也降低了雷达系统的安全性与抗干扰能力。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种产生宽带混沌激光的装置，能同时产生两路互不相关的高宽带混沌信号，具有的平坦的功率谱与高复杂度,并且能有效的抑制时延标签。

为实现上述发明目的，本发明一种产生宽带混沌激光的装置，其特征在于，包括：

第一混沌激光源，包括：半导体激光器SL、光纤耦合器FC、可调光纤延时线DL、光环形器OC、光纤反射镜M和可调光衰减器VOA；

其中，半导体激光器SL产生激光信号，先由第一光纤耦合器FC分为两路，其中一路激光信号直接输入至可调光延迟线DL，经过可调光延迟线DL的延迟处理后再通过第一可调光衰减器VOA进行衰减，最后由光纤反射镜M反射，返回至半导体激光器SL，从而形成反馈光回路；另一路激光信号再由第二光纤耦合器FC分为两路，其中一路激光信号经过光环形器OC控制光传输方向，并由光环形器OC的第二端口输入并由第三端口输出，输出的光信号经过第一光电探测器PD转换为电域混沌信信号，并作为第一混沌激光源输出的宽带混沌激光；而另一路激光信号直接输入至第二混沌激光源；

第二混沌激光源，包括：连续波长激光器CW、相位调制器PM、光纤耦合器FC、可调光衰减器VOA、射频放大器RF、光电探测器PD和色散模块DM；