[发明专利]基于量子集成激光器并行产生无时延混沌的方法及装置

权利要求书

1.基于量子集成激光器并行产生无时延混沌的装置，其特征在于：包括由脉冲发生器（1）、量子点（2）和微柱型激光器（3）构成作为光源的电泵浦的量子点微柱型激光器，量子点微柱型激光器输出两种正交的线偏振光通过分束棱镜（4）将光分为两部分，其中第一光束经过中性滤波片（5），再通过第一零度全反镜（6）反射进入作为光源的量子点微柱型激光器，构成光反馈回路，第二光束经过隔离器（7）形成两种线偏振模式的混沌激光；

经隔离器（7）的混沌激光通过半玻片（8）和偏振分束棱镜（9）分成两路正交的混沌激光，其中强模混沌激光进入第一光电探测器（11），弱模混沌激光经第二零度全反镜（10）进入第二光电探测器（12）；

第一光电探测器（11）、第二光电探测器（12）的输出端分别通过电缆连与FPGA芯片（13）相连。

2.根据权利要求1所述的基于量子集成激光器并行产生无时延混沌的装置，其特征在于：所述FPGA芯片的信号输出端通过导线分别连接有示波器（14）和频谱仪（15）。

3.根据权利要求1所述的基于量子集成激光器并行产生无时延混沌的装置，其特征在于：所述电泵浦的量子点微柱型激光器具体采用AlAs/GaAs微腔结构，其中上层和下层为布拉格反射器，中间层为AlAs/GaAs空腔。

4.根据权利要求3所述的基于量子集成激光器并行产生无时延混沌的装置，其特征在于：上层的布拉格反射器由N型掺杂的对数为23~50之间的AlAs/GaAs镜像对组成，下层的布拉格反射器由P型掺杂的对数为27~50之间的AlAs/GaAs镜像对组成，上下层的厚度均小于一个波长的长度。

5.根据权利要求4所述的基于量子集成激光器并行产生无时延混沌的装置，其特征在于：中间层的AlAs/GaAs空腔厚度为一个波长的长度，其中心掺杂有单层自组装的量子点作为活性介质，量子点面密度为十的九次方每平方厘米量级。

6.根据权利要求1~5任一项所述的基于量子集成激光器并行产生无时延混沌的装置，其特征在于：所述量子点微柱型激光器的横截面为椭圆，激光器的输出表现两种线偏振模式；

所述量子点微柱型激光器采用高分辨率电子束蚀刻和等离子体蚀刻，实现上环型接触，微柱结构直径在1~10微米之间。

7.基于量子集成激光器并行产生无时延混沌的方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤一：构建光源：由脉冲发生器（1）、量子点（2）和微柱型激光器（3），构成电泵浦的量子点微柱型激光器作为光源；

步骤二：搭建产生多路混沌激光的光学系统：量子点微柱型激光器输出两种正交的线偏振光通过分束棱镜（4）将光分为两部分，其中第一光束经过中性滤波片（5），再通过第一零度全反镜（6）反射进入作为光源的量子点激光器，形成光反馈回路，第二光束经过隔离器（7）形成具有两种线偏振模式的混沌激光；经隔离器的混沌激光通过半玻片（8）和偏振分束棱镜（9）分成两路正交的混沌激光，其中强模混沌激光进入第一光电探测器（11），弱模混沌激光经第二零度全反镜（10）进入第二光电探测器（12），将光信号转换为电信号；

步骤三：收集以及处理两路相互正交的混沌信号：将第一光电探测器（11）、第二光电探测器（12）的输出端通过电缆连接FPGA芯片（13），通过FPGA并行算法，利用FDGA的数字混频滤波，对光电信号实时并行后处理。

8.根据权利要求7所述的基于量子集成激光器并行产生无时延混沌的方法，其特征在于：所述步骤一中的量子点微柱型激光器采用AlAs/GaAs微腔结构，其中上层和下层为布拉格反射器，中间层为AlAs/GaAs空腔；

上层的布拉格反射器由N型掺杂的对数为23~50之间的AlAs/GaAs镜像对组成，下层的布拉格反射器由P型掺杂的对数为27~50之间的AlAs/GaAs镜像对组成，上下层厚度均小于一个波长的长度；

AlAs/GaAs空腔厚度为一个波长的长度，其中心掺杂有单层自组装的量子点作为活性介质，量子点面密度为十的九次方每平方厘米量级。