一种能隐藏延时特征并提高其带宽的混沌激光产生装置制造方法及图纸

一种能隐藏延时特征并提高其带宽的混沌激光产生装置，该装置中主激光器产生的激光经过第一偏振控制器后进入第一光环形器的端口2，从第一光环形器的端口3输出的光经过光纤耦合器分成两束，一束经过相位调制器、第一可调光衰减器以及第二偏振控制器进入第一光环形器的端口1，从第一光环形器的端口2反馈回主激光器中；另一束光经过第二可调光衰减器、光隔离器进入到第二光环行器的端口1，从第二光环行器的端口2输出的光经过第三偏振控制器注入到从激光器，从激光器输出的激光经过第三偏振控制器进入第二光环行器的端口2，从第二光环行器的端口3输出的光经过光电探测器输入到示波器中。该装置可以完成抑制混沌激光的延时特征并提高其带宽。征并提高其带宽。征并提高其带宽。

【技术实现步骤摘要】
一种能隐藏延时特征并提高其带宽的混沌激光产生装置


[0001]本技术属于混沌激光
，具体涉及一种能隐藏延时特征并提高其带宽的混沌激光产生装置，该装置可以直接应用于信息安全领域。

技术介绍

[0002]半导体激光器处于混沌的动力学状态时能输出混沌激光。混沌激光具有随机和宽频谱等特性，可以用于混沌保密通信和物理随机数的熵源等信息安全领域。
[0003]随着现有分析混沌时间序列技术的提高，窃密者能根据混沌激光中的延时特征(time delay signature，TDS)对混沌载波信号进行重构，这就降低了混沌保密通信的安全性；在物理随机数发生器中，TDS呈现的弱周期性将导致随机码也具有弱周期性，从而降低了随机码的统计性能。另外，混沌载波信号的带宽对信息信号的传输速率起决定作用。因此，对TDS的有效抑制和提高带宽相结合的混沌激光的产生装置能够增强基于混沌保密通信的安全性和传输能力，成为混沌激光领域的研究热点。
[0004]近年来，研究隐藏混沌激光的延时特征的方案较多，但同时研究混沌激光的带宽和延时特征的很少，实验研究几乎没有。如：西南大学潘炜等人发表了《一种能隐藏反馈时延特征的激光混沌信号产生装置》的专利(申请号：201110236847.6；授权公告号：CN 102347590 B)，该专利通过在反馈腔内加可调偏振片隐藏混沌激光的延时特征，但没有研究其带宽。又如：四川科技大学江宁等人发表了《一种混沌激光光源》的专利(申请号：201710009936.4；授权公告号：CN 106785816 B),该专利也是隐藏混沌激光的延时特征，但没有研究其带宽。长春理工大学冯玉玲(本申请专利技术人)等人发表了《半导体激光器输出混沌光的延时特性和带宽》的文章，虽然同时研究了延时特征的抑制和带宽的提高，但带宽的结果没有达到10GHz,并且只是仿真研究。

技术实现思路

[0005]本技术的目的在于提供一种能隐藏延时特征并提高其带宽的混沌激光产生装置，该装置对混沌激光可以完成抑制延时特征并提高其带宽，同时混沌激光的3dB带宽可以超过10GHz，产生的混沌激光在保密通信和物理随机数的产生等领域有重要的应用价值。
[0006]为实现上述目的，本技术采用如下技术方案：
[0007]一种能隐藏延时特征并提高其带宽的混沌激光产生装置，包括主激光器、第一偏振控制器、第一光环形器、光纤耦合器、第二偏振控制器、第一可调光衰减器、相位调制器、第二可调光衰减器、光隔离器、第二光环形器、第三偏振控制器、从激光器、光电探测器、示波器；
[0008]其中，所述主激光器及从激光器内部不含隔离器，使反馈光和注入光能分别进入主激光器和从激光器；所述主激光器与第一偏振控制器连接，所述第一偏振控制器与第一光环形器的端口2连接；所述第一光环形器的端口1与第二偏振控制器连接，第一光环形器的端口3与光纤耦合器连接；所述第二偏振控制器与第一可调光衰减器连接；所述第一可调
光衰减器与相位调制器连接；所述光纤耦合器用于将输入的光分成两束，光纤耦合器的两个端口分别与相位调制器、第二可调光衰减器连接；所述第二可调光衰减器与光隔离器连接；所述光隔离器与第二光环形器的端口1连接；所述第二光环形器的端口2与第三偏振控制器连接，第二光环形器的端口3与光电探测器连接；所述第三偏振控制器与从激光器连接；所述光电探测器与示波器连接；主激光器产生的激光经过第一偏振控制器后进入第一光环形器的端口2，从第一光环形器的端口3输出的光经过光纤耦合器分成两束，其中一束经过相位调制器、第一可调光衰减器以及第二偏振控制器进入第一光环形器的端口1，再从第一光环形器的端口2反馈回主激光器中；另一束光经过第二可调光衰减器、光隔离器进入到第二光环行器的端口1，从第二光环行器的端口2输出的光经过第三偏振控制器注入到从激光器，从激光器输出的激光经过第三偏振控制器进入第二光环行器的端口2，从第二光环行器的端口3输出的光经过光电探测器，再经过射频电缆输入到示波器中。
[0009]作为本技术的优选，所述相位调制器的驱动端口与微波放大器连接，所述微波放大器与任意波信号发生器连接，相位调制器的驱动信号由任意波信号发生器产生，任意波信号发生器产生的伪随机信号经过射频电缆输入到微波放大器，经过微波放大器的放大使信号Vpp达到驱动相位调制器的条件，被放大后的信号再经过射频电缆输入到相位调制器的驱动端口，作为其驱动信号。
[0010]作为本技术的优选，所述主激光器、从激光器为不带光隔离器的分布反馈半导体激光器。
[0011]作为本技术的优选，所述第一偏振控制器、第二偏振控制器、第三偏振控制器采用的是光纤环形偏振控制器，含3个光纤环，通过调节三个光纤环的角度实现对输出光的偏振态的调节。
[0012]作为本技术的优选，所述第一光环形器、第二光环形器为3端口的具有非互易特性的无源光器件，光信号由任一端口输入时，都能按数字从小到大的顺序从下一端口以很小的损耗输出，而该端口通向其他端口的损耗都很大，称为不相通端口。
[0013]作为本技术的优选，所述第一可调光衰减器，用于调节主激光器外腔反馈光强的大小；所述第二可调光衰减器，用于调节主激光器对从激光器注入光强的大小；所述光隔离器，只允许光单向通过，用于隔离通过光纤回波反射的光，防止光的反向传输；所述相位调制器，用于使光波发生相位移动，实现相位调制；所述光电探测器，用于将输入的光信号转变成电信号。
[0014]作为本技术的优选，所述光耦合器为单模光纤耦合器，所述相位调制器为电光相位调制器。
[0015]作为本技术的优选，所述任意波信号发生器，用于输出任意波信号；所述微波放大器，用于提高任意波发生器产生的伪随机信号序列的幅值，使其幅值达到达到
±
4V。
[0016]本技术的优点和有益效果：本技术提供混沌激光产生装置的结构简单，该装置对混沌激光可以同时完成抑制延时特征并提高其带宽，同时混沌激光的3dB带宽可以超过10GHz，产生的混沌激光在保密通信和物理随机数的产生等领域有重要的应用价值。
附图说明
[0017]为了更清楚地说明本技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例
或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
[0018]图1为本技术混沌激光产生装置的结构示意图；
[0019]图2为注入光强等于90μW时对应的自相关函数曲线；
[0020]图3为注入光强等于120μW时对应的自相关函数曲线；
[0021]图4为注入光强等于90μW时对应的功率谱；
[0022]图5为注入光强等于120μW时对应的功率谱；
[0023]图6为延时特征值β随注入光强的变化曲线；
[0024]图7为3dB带宽随注入光强的变化曲线。
...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种能隐藏延时特征并提高其带宽的混沌激光产生装置，其特征在于，包括主激光器、第一偏振控制器、第一光环形器、光纤耦合器、第二偏振控制器、第一可调光衰减器、相位调制器、第二可调光衰减器、光隔离器、第二光环形器、第三偏振控制器、从激光器、光电探测器、示波器；其中，所述主激光器及从激光器内部都不含隔离器，使反馈光和注入光能分别进入主激光器和从激光器；所述主激光器与第一偏振控制器连接，所述第一偏振控制器与第一光环形器的端口2连接；所述第一光环形器的端口1与第二偏振控制器连接，第一光环形器的端口3与光纤耦合器连接；所述第二偏振控制器与第一可调光衰减器连接；所述第一可调光衰减器与相位调制器连接；所述光纤耦合器用于将输入的光分成两束，光纤耦合器的两个端口分别与相位调制器和第二可调光衰减器连接；所述第二可调光衰减器与光隔离器连接；所述光隔离器与第二光环形器的端口1连接；所述第二光环形器的端口2与第三偏振控制器连接，第二光环形器的端口3与光电探测器连接；所述第三偏振控制器与从激光器连接；所述光电探测器与示波器连接；主激光器产生的激光经过第一偏振控制器后进入第一光环形器的端口2，从第一光环形器的端口3输出的光经过光纤耦合器分成两束，其中一束经过相位调制器、第一可调光衰减器以及第二偏振控制器进入第一光环形器的端口1，再从第一光环形器的端口2反馈回主激光器中；另一束光经过第二可调光衰减器、光隔离器进入到第二光环行器的端口1，从第二光环行器的端口2输出的光经过第三偏振控制器注入到从激光器，从激光器输出的激光经过第三偏振控制器进入第二光环行器的端口2，从第二光环行器的端口3输出的光经过光电探测器，再经过射频电缆输入到示波器中。2.根据权利要求1所述的一种能隐藏延时特征并提高其带宽的混沌激光产生装置，其特征在于，所述相位调制器的驱动端口与微波放大器连接，所述微波放大器与任意波信号发生器连接，相位调制器的驱动信号由任意波信号发生器产生，任意波信号...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯玉玲，赵振明，王晓茜，姚治海，
申请(专利权)人：长春理工大学，
类型：新型
国别省市：