【技术实现步骤摘要】
一种基于单片集成混沌激光器的高速物理随机数发生器
本专利技术属于保密通信领域，具体涉及一种基于单片集成的混沌激光器的高速物理随机数发生器。
技术介绍
随机数及其发生器在科学研究和日常生活中至关重要，例如在保密通信领域，随机数经常作为通信的密钥。根据Shannon提出的“一次一密”理论，绝对安全的保密通信需满足：（1）密钥的长度应不短于明文的长度；（2）密钥是完全随机的；（3）每个密钥只能使用一次，即密钥不能重复使用，因此在安全通信中的加密与解密过程将会依赖于大量、优质的随机数和高码率的随机数发生器。物理随机数由于具有不可再现和无周期的特性在众多的应用领域发挥着重要的作用。物理随机数的产生主要依赖于自然界的随机现象。基于实际器件的热噪声的物理随机数发生器产生随机数的码率较低（通常只有Mbit/s），而且需要大功率宽带的噪声放大器，使得随机数发生器的成本升高，难以实用化；基于量子光学过程实现的物理随机数发生器（US2007/0127718A1和CN1558581A）通常需要复杂的单光子探测技术，受限于探测装置的限制，此种...
【技术保护点】
1.一种基于单片集成混沌激光器的高速物理随机数发生器，其特征在于，包括半导体激光器（1）、光纤耦合器（2）、平衡探测器（3）和随机数提取装置（4），所述半导体激光器（1）为单片集成的互耦合四区半导体激光器，所述光纤耦合器（2）具有两个输入端和两个输出端，所述半导体激光器（1）的两个出射端分别连接至所述光纤耦合器（2）的两个输入端；所述光纤耦合器（2）的两个输出端通过光纤（5）连接至所述平衡探测器（3）的两个输入端，所述平衡探测器（3）的输出端连接至随机数提取装置（4）；所述半导体激光器（1）用于从两个出射端同时输出两路无时延特征的宽带混沌激光信号至光纤耦合器（2），光纤耦合...
【技术特征摘要】
1.一种基于单片集成混沌激光器的高速物理随机数发生器，其特征在于，包括半导体激光器（1）、光纤耦合器（2）、平衡探测器（3）和随机数提取装置（4），所述半导体激光器（1）为单片集成的互耦合四区半导体激光器，所述光纤耦合器（2）具有两个输入端和两个输出端，所述半导体激光器（1）的两个出射端分别连接至所述光纤耦合器（2）的两个输入端；所述光纤耦合器（2）的两个输出端通过光纤（5）连接至所述平衡探测器（3）的两个输入端，所述平衡探测器（3）的输出端连接至随机数提取装置（4）；所述半导体激光器（1）用于从两个出射端同时输出两路无时延特征的宽带混沌激光信号至光纤耦合器（2），光纤耦合器（2）用于对混沌激光信号进行拍频后将其分为强度相等的两路混沌激光信号后通过光纤发送至平衡探测器（3），平衡探测器（3）用于对拍频后的两路混沌激光信号进行平衡探测；随机数提取装置（4）用于处理平衡探测信号，并生成高速物理随机数。
2.根据权利要求1所述的一种基于单片集成混沌激光器的高速物理随机数发生器，其特征在于，所述半导体激光器（1）包括两个分布反馈激光器区（1a）、相位区（1b）和放大区（1c），所述两个分布反馈激光器区（1a）位于两侧，相位区（1b）和放大区（1c）设置在两个分布反馈激光器区（1a）之间，其中，两个分布反馈激光器区（1a）为刻有相同周期光栅结构的有源波导，放大区（1c）为无光栅结构的有源波导，相位区（1b）为无光栅结构的无源波导。
3.根据权利要求2所述的一种基于单片集成混沌激光器的高速物理随机数发生器，其特征在于，所述半导体激光器（1）的结构包括掺杂n型InP衬底（1-1），其上依次设置有n-InP缓冲层（1-2）、InGaAsP下限...
【专利技术属性】
技术研发人员：王龙生，毛晓鑫，贾志伟，王安帮，王云才，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：山西;14
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