[实用新型]一种随机数产生装置

权利要求书

1.一种随机数产生装置，其特征在于，包括第一垂直腔面发射激光器VCSEL1和第二垂直腔面激光发生器VCSEL2；

从所述第一垂直腔面发射激光器VCSEL1输出的激光依次经过光纤耦合器FC1、光纤耦合器FC3后分为两部分，一部分经过第一双光反馈结构后，反馈回第一垂直腔面激光发生器VCSEL1；另一部分经过可调衰减器VA2、光纤耦合器FC4后再次被分为两部分，一部分经过第二偏振控制器PC2调节偏振方向后，由偏振分束器PBS1分开为两路独立输出，作为熵源1和熵源2；另一部分经偏振控制器PC3调节偏振方向后，注入至第二垂直腔面激光发生器VCSEL2中，使VCSEL2在平行光注入的扰动下，X-PC偏振模式和Y-PC偏振模式同时激射并分别以混沌光输出；

从所述第二垂直腔面激光发生器VCSEL2输出的混沌光经光纤耦合器FC2分为两部分，一部分被光隔离器OI1隔离，另一部分由光纤耦合器FC5分为两部分，一部分经过与所述第一双光反馈结构结构相同的第二双光反馈结构后，反馈回第二垂直腔面激光发生器VCSEL2；另一部分经过可调衰减器VA4、光纤耦合器FC6后再次被分为两部分，一部分经过偏振控制器PC5调节偏振方向后，由偏振分束器PBS2分开为两路独立输出，作为熵源3和熵源4；另一部分由偏振控制器PC6调节偏振方向后，注入至第一垂直腔面激光发生器VCSEL1中,第一垂直腔面激光发生器VCSEL1输出的激光被光纤耦合器FC1分出的另一部分被光隔离器OI2隔离。

2.根据权利要求1所述的随机数产生装置，其特征在于，对于反馈时间，存在以下条件：

另一个外腔的反馈时间

其中，τ₁为一个双光反馈结构的外腔的反馈时间，τ₂为另一个双光反馈结构的外腔的反馈时间，τ_RO＝2π(2κγ_e(μ-1))^-1/2为激光器的驰豫振荡周期，κ代表光场衰减率，γ_e代表总的载流子衰减率。

3.根据权利要求1所述的随机数产生装置，其特征在于，所述第一双光反馈结构包括：光环行器OC1、掺铒光纤放大器EDFA1、两个由光环行器和啁啾光纤布拉格光栅组成的第一光反馈系统、偏振控制器PC1、可调衰减器VA1；

从光纤耦合器FC3分出的一部分激光依次经过光环行器OC1、掺铒光纤放大器EDFA1放大后，通过所述两个由光环行器和啁啾光纤布拉格光栅组成的光反馈系统，后通过偏振控制器PC1、可调衰减器VA1和光环行器OC1后，反馈回第一垂直腔面激光发生器VCSEL1；

所述第二双光反馈结构包括：光环行器OC4、掺铒光纤放大器EDFA2、两个由光环行器和啁啾光纤布拉格光栅组成的第二光反馈系统、偏振控制器PC4、可调衰减器VA3；

从光纤耦合器FC5分出的一部分激光依次经过光环行器OC4、掺铒光纤放大器EDFA2放大后，通过所述两个由光环行器和啁啾光纤布拉格光栅组成的第二光反馈系统，后通过偏振控制器PC4、可调衰减器VA3和光环行器OC4后，反馈回第二垂直腔面激光发生器VCSEL2。

4.根据权利要求1所述的随机数产生装置，其特征在于，所述第一垂直腔面激光发生器VCSEL1输出的熵源1、熵源2、所述第二垂直腔面激光发生器VCSEL2输出的熵源3、熵源4作为数据采集模块的通道CH1、通道CH2、通道CH3、通道CH4，经过任一的排列组合后，能够产生多路随机数序列。

5.根据权利要求4所述的随机数产生装置，其特征在于，还包括后处理模块，所述后处理模块包括：示波器OSC、延时器、减法器、模数转换器、LSBs截取模块、异或运算模块；

由所述数据采集模块得到的多路随机数序列经过示波器OSC后，由示波器所得的电信号被分为两部分，其中一部分经过时间T的延迟处理，原始数据减去延迟数据得到差异数据，然后将差异数据经过8位模数转换器采样量化为比特序列，最后将比特序列进行最低有效位截取和异或处理生成随机数。