基于單片集成半導體激光器獲取陣發(fā)混沌的研究.pdf

1、混沌信號因在雷達、保密通信、隨機數(shù)產(chǎn)生等方面的廣泛應用而引起了人們的極大興趣。通常，半導體激光器在光注入、光反饋、光電反饋等外部擾動作用下可輸出混沌信號。其中，光反饋系統(tǒng)因結構簡單且易于產(chǎn)生高維混沌信號而備受關注。特別是，這種光反饋半導體激光器在適當條件下不僅能產(chǎn)生連續(xù)混沌信號，還能輸出以混沌態(tài)與其他狀態(tài)隨機交替出現(xiàn)為特點的陣發(fā)混沌信號。前期的基于光反饋半導體激光器的混沌產(chǎn)生系統(tǒng)大多由分立光學元件構成，這極大阻礙了該類混沌發(fā)生系統(tǒng)的實用

2、進程。利用光子集成技術使該系統(tǒng)主要元件集成在一個芯片上，可有效減小系統(tǒng)的體積、降低系統(tǒng)的成本，且能提高系統(tǒng)的穩(wěn)定性，在此基礎上發(fā)展出的單片集成半導體激光器(MISL)為集成式混沌裝置的發(fā)展應用提供了可能。目前，基于MISL混沌產(chǎn)生和應用的研究主要集中在連續(xù)混沌信號，而對陣發(fā)混沌的研究相對缺乏。
　　本文利用由長度分別為220μm、240μm和320μm的分布反饋(DFB)激光器段，相位(P)段和放大器(A)段組成的三段式MISL，

3、實驗研究了該MISL在不同參量條件下的非線性動力學態(tài)，并重點分析了激光器輸出的陣發(fā)混沌現(xiàn)象。研究結果表明，在不同的系統(tǒng)參量下，MISL可呈現(xiàn)出三種不同的陣發(fā)混沌。對于分布式反饋段的電流(IDFB)為2.1 Ith，相位段電流(IP)為9.6 mA，放大器段電流(IA)在13.5-14.5 mA范圍內變化的情況，激光器輸出在穩(wěn)態(tài)和混沌狀態(tài)之間的隨機交替，且隨著IA增大，混沌狀態(tài)間的穩(wěn)態(tài)的平均時間將變短，即第一類型陣發(fā)混沌(TC1)。對于I

4、DFB=2.2 Ith，IP=10.8 mA，激光器隨IA的變化呈現(xiàn)出單周期態(tài)，倍周期態(tài)，陣發(fā)混沌態(tài)和混沌態(tài)等一系列豐富的非線性動力學行為。當 IA在15.0-15.4 mA范圍內變化時，激光器輸出在倍周期態(tài)和混沌態(tài)之間的隨機交替變化，即第二類型陣發(fā)混沌(TC2)。當IA在16.2-16.8 mA范圍內變化時，激光器也輸出第一類型陣發(fā)混沌。此外，我們還給出了IDFB=2.2 Ith條件下激光器輸出在IP和IA構成的參數(shù)空間中的動力學態(tài)的