[发明专利]一种非对称多路径相干光反馈的无时延混沌激光产生装置

说明书

本发明涉及混沌激光产生装置领域，公开了一种非对称多路径相干光反馈的无时延混沌激光产生装置，装置结构稳定性好，成本低，解决了现有的混沌发生器带有时延信息等问题。所述装置包括DFB激光器、分光耦合器、第一2×2耦合器、3×3耦合器、第二2×2耦合器和多个反射镜；第一2×2耦合器的第二输入端与3×3耦合器的第一输入端连接，第二输出端与3×3耦合器的第一输出端连接，形成第一光纤环；第二2×2耦合器的第二输入端与3×3耦合器的第三输入端连接，第二输出端与3×3耦合器的第三输出端连接，形成第二光纤环。本发明可以得到无时延特征的高维混沌激光，适用于混沌保密光通信等多个应用领域。

技术领域

本发明涉及混沌激光技术领域，具体为一种非对称多路径相干光反馈的无时延混沌激光产生装置。

背景技术

混沌激光具有随机性、类噪声性以及宽频谱等特性，使其在超宽带信号发生器、高速随机数产生、光纤传感、光纤故障检测、激光雷达、保密光通信等领域有重要应用。当外界发生扰动时，B类激光器会运行在非稳定乃至混沌的工作状态下。常见的B类激光器是半导体激光器，具有高效率、低耗电、重量轻、尺寸小、寿命长等优点。DFB激光器是最简单的半导体激光器，因而成为产生混沌激光的最主要器件。

目前，DFB激光器产生混沌激光主要是通过外界扰动，国内外学者针对其产生方式进行了大量的研究，发现三种主要扰动方式：光反馈、光注入和光电反馈。其中，光电反馈方式易受到光电转换器件转换速率的限制，光反馈和光注入方式则不受这种限制。两种产生方式相比，光反馈方式由于其结构简单得到了广泛的应用。但是，光反馈方式的反馈腔长一般是固定的，导致产生的混沌信号带有时延信息，降低混沌信号的保密性，这就使得信息在传输过程中容易被窃取，进而对保密通信系统的安全性产生巨大破坏，也限制了混沌激光的应用。

澳大利亚新南威尔士大学的Liguo Luo等人提出了双环掺铒光纤激光器系统（L.Luo et al.，Journal of the Optical Society of America B，15(3)，972-978，1998），并产生了混沌信号。南京晓庄学院的颜森林在此系统的基础上研究了双环掺铒光纤激光器混沌控制产生周期脉冲以及多周期现象（S.Yan et al.，光子学报，37(4)，636-642，2008），并提出了多种混沌控制方法。但是这两种系统没有抑制混沌信号的时延信息，存在明显的周期性，不利于混沌信号的应用。

太原理工大学杨玲珍课题组利用8字形掺铒光纤激光器（L. Yang et al.，OpticsCommunications，285，143-148，2012）和附加光纤环的8字形掺铒光纤激光器（L.Zhanget al.，Optolectronics Letters，8(3)，2012）产生混沌激光，且需要在特定的偏振条件下才能得到较大范围输出的混沌激光。此外，由于实验装置中光隔离器的使用，使得反馈路径大大减少，信号所带有的时延信息也变得明显，降低保密性。

高质量的混沌激光在基于物理层加密的混沌保密光通信、高速随机数产生、光纤传感、光纤网络故障检测、激光雷达等领域有重要应用。因此，需要提出一种无时延混沌激光产生装置，以克服以上问题。

发明内容

本发明目的在于提供一种新型的非对称多路径相干光反馈的无时延混沌激光产生装置，用以产生无时延特征、复杂度高的混沌激光，以解决目前混沌激光发生装置稳定性差、时延特征明显等问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种非对称多路径相干光反馈的无时延混沌激光产生装置，包括DFB激光器、分光耦合器、第一2×2耦合器、3×3耦合器、第二2×2耦合器、第一反射镜、第二反射镜、第三反射镜和第四反射镜；所述第一2×2耦合器、第二2×2耦合器和分光耦合器中至少有一个为非对称耦合器；