[发明专利]一种能抑制时延特征的激光器网络同步增强方法

权利要求书

1.一种能抑制时延特征的激光器网络同步增强方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：利用图论的思想将复杂激光器网络映射为一个由点和边组成的有向图，网络中的激光器为图的顶点，而激光器间的耦合链路则映射为有向图的边；并根据网络拓扑结构的内在对称特性将网络划分成不同的同步集团C_n；

步骤2：将有向图映射为能够描述网络整体拓扑结构特性的邻接矩阵A，当激光器m和n之间存在耦合链路时，则A_m,n＝A_n,m＝1；若两个激光器之间没有耦合作用时，则A_m,n＝A_n,m＝0；

步骤3：将复杂激光器网络激光器间的耦合链路划分为集团外部耦合和集团内部耦合，并将邻接矩阵A划分为描述集团外部耦合结构的邻接矩阵A_ex和描述集团内部耦合结构的邻接矩阵A_in，且定义A_ex+A_in＝A；

步骤4：基于邻接矩阵，结合激光器的速率方程模型Lang-Kobayashi方程，描述复杂激光器网络的非线性动力学特性的理论模型如下：

其中，E_m(t)表示网络中激光器m的复慢变电场振幅，E_n(t)表示网络中激光器n的复慢变电场振幅，τ_p表示激光器腔内光子寿命，τ_e表示自发载流子寿命，G_m表示非线性增益，α表示线宽增强因子，N₀表示激光器透明载流子数，N_m(t)表示激光器m透明载流子数，I_th表示激光器阈值电流，q表示电子电荷，ω_m表示激光器m输出的角频率，ω_n表示激光器n输出的角频率，τ_f表示自反馈时延，N_s表示网络在中激光器的数目；k_f表示激光器的自反馈强度，σ代表激光器网络集团间的耦合强度，ησ为网络中集团内耦合强度，即η表示了集团间耦合强度与集团内部耦合强度之间的倍数关系，τ_c(n)表示集团C_n中激光器的输出光信号注入到网络其他激光器的耦合时延；p_f表示电流因子；

步骤5：通过对复杂激光器网络结构的分析以及同步集团的划分，删除集团内部的耦合链路以增强复杂半导体激光器网络中集团同步的稳定性；

利用均方差函数分析复杂半导体激光器网络集团同步的稳定性，其数学表达式如下：

其中，符号·表示输出序列在时间上均值，RMS的阈值设置为0.01，即定义只有当同一集团内所有激光器输出间均方差函数的值RMS＜0.01时，认定该集团实现了稳定的零时延同步；

步骤6：通过调节集团间耦合链路的长度进而改变耦合时延τ_c(n)的值，抑制网络中激光器混沌输出的时延特征。