本申请提供了一种宽带复杂混沌激光产生装置，包括，第一信号回路、第二信号回路、后处理模块，本申请提供的激光发生装置最终输出的混沌激光具有高带宽，频谱平坦度高等优点，并且消除了外腔半导体激光器由外腔反馈引起的时延特征，因此将其应用于保密通信中，能提高传输速率和混沌载波的安全性，同时由于系统中可以通过调控可调衰减器、带通光滤波器参数实现对混沌信号的精准控制，可以进一步提升通信系统的安全性。系统的安全性。系统的安全性。
【技术实现步骤摘要】
一种宽带复杂混沌激光产生装置
[0001]本申请属于激光器领域，具体来说涉及一种宽带复杂混沌激光产生装置。
技术介绍
[0002]现有技术中，基于常规外光反馈的外腔半导体激光器产生的混沌激光，一方面混沌激光功率谱中的大部分能量都集中在激光器的驰豫振荡频率附近，功率谱不平坦，混沌有效带宽受限；另一方面由于外腔谐振的作用，混沌信号的自相关曲线在反馈延时处会产生明显的时延标签。这些缺陷限制了混沌激光的相关应用：带宽不足和功率谱不平坦的问题限制了混沌光通信的信息传输速率、混沌物理随机数的生成速率以及混沌激光雷达的距离分辨率；而时延标签的存在泄露了反馈腔长的信息，削弱了混沌光通信系统的安全性，影响了密钥生成的随机性，降低了混沌激光雷达的抗干扰能力，因此如何提升混沌激光的带宽和隐藏时延标签成为了本领域中关键的技术问题。
[0003]在带宽提升方面，日本Uchida等人(Optics Express,2015,23(2):1470
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1490)将光反馈ECSL作为主激光器，基于多个从激光器级联注入的方式，在末端从激光器中得到了26GHz有效带宽的混沌信号，但同时增加了装置结构的复杂性。针对光反馈ECSL混沌激光存在的时延标签，现有的混沌激光时延标签抑制方案分为两类，其中一类是对外光反馈ECSL的外部反馈腔进行改进，另一类是对光反馈ECSL的输出进行后处理。太原理工大学王云才教授课题组使用啁啾光纤光栅代替反馈镜，抑制了混沌激光时延标签，但由于激光器的低驰豫振荡频率和窄线宽特性，对啁啾光栅的色散量要求较高，这对器件的实验加工带来了困难，且混沌的带宽并未增强(Optics Express,2017,25(10):10911
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10924.)。现有技术中，针对同时提升混沌信号有效带宽、实现时延标签有效抑制的技术方案很少见。
技术实现思路
[0004]针对现有技术中存在的问题，本申请提供了一种可以实现带宽增强和时延标签抑制的宽带复杂混沌激光产生装置。该方法产生的混沌信号具有高带宽的平坦功率谱，并且能有效抑制时延标签。
[0005]为实现上述技术目的，本申请提供的技术方案是：
[0006]一种宽带复杂混沌激光产生装置，包括，
[0007]第一信号回路，第二信号回路、后处理模块，
[0008]所述第一信号回路包括激光发生模块、相位调制器、反馈模块、第一光纤耦合器；
[0009]所述激光发生模块产生混沌信号I(t)后依次相位调制器、第一光纤耦合器后被分为第一信号I1(t)、第二信号I2(t)；
[0010]所述I2(t)入射到反馈模块的输入端，处理后再次注入激光发生模块的输入端；
[0011]所述第二信号回路包括第二光纤耦合器、光电转换模块；
[0012]所述第二信号I2(t)入射第二光纤耦合器后被分为第三信号I3(t)、第四信号I4(t)；
[0013]所述第三信号I3(t)入射到光电转换模块中，经处理后再次出射，用作所述相位调制器的射频输入信号；
[0014]所述第四信号I4(t)入射后处理模块，输出最终的宽带混沌信号I5(t)。
[0015]作为一种优选方案，所述相位调制器选自普通电光相位调制器或马赫
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曾德尔调制器(Mach
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Zehnder Modulator,MZM)中的一种
[0016]进一步的，所述相位调制器的半波电压为3～3.4V，带宽为20～25GHz。
[0017]进一步的，所述相位调制器的半波电压为3.2V，带宽为20GHz。
[0018]作为一种优选方案，所述激光发生模块包括沿着出射信号方向依次设置的分布式反馈激光器(Distributed Feedback Laser，DFB)、偏振控制器、光环形器。
[0019]作为一种优选方案，所述反馈模块包括沿着入射信号方向依次设置的光衰减器和光环形器。
[0020]进一步的，反馈模块和所述激光发生模块共用一个光环形器，所述光环形器可用于实现双向光信号传输。
[0021]进一步的，所述光环形器具有第一端口、第二端口、第三端口，所述第一端口和光衰减器的输出端相连，所述第二端口和偏振控制器的输出端相连，所述第三端口和相位调制器的输入端相连。
[0022]作为一种优选方案，所述后处理模块包括沿着入射信号方向设置的光纤放大器和带通滤波器。
[0023]进一步的，所述光纤放大器为普通小信号光纤放大器。
[0024]进一步的，所述带通滤波器为普通可调谐光滤波器。
[0025]进一步的，所述带通滤波器的中心频率为1500～1600nm，3
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dB带宽为0.4～0.6nm。
[0026]进一步的，所述带通滤波器的中心频率为1550nm，3
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dB带宽为0.5nm。
[0027]作为一种优选方案，所述第一光纤耦合器的分束比为50:50。
[0028]作为一种优选方案，所述第二光纤耦合器的分束比为50:50。
[0029]本申请提出的宽带复杂混沌激光产生装置有以下技术特点；
[0030]1、输出的混沌激光具有高带宽，频谱平坦度高等优点；
[0031]2、消除了外腔半导体激光器由外腔反馈引起的时延特征，因此将其应用于保密通信中，能提高传输速率和混沌载波的安全性，同时由于系统中可以通过调控可调衰减器、带通光滤波器参数实现对混沌信号的精准控制，可以进一步提升通信系统的安全性。
附图说明
[0032]图1为本申请的一个实施例中提供的宽带复杂混沌激光产生装置的结构示意图；
[0033]图2为本申请的一个实施例中最终输出的混沌信号的时域波形及功率谱；
[0034]图3为本申请的一个实施例中最终输出的混沌信号的自相关函数曲线及排列熵。
具体实施方式
[0035]下面将详细描述本申请的各个方面的特征和示例性实施例，为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及具体实施例，对本申请进行进一步详细描述。应理解，此处所描述的具体实施例仅意在解释本申请，而不是限定本申请。对于本领
域技术人员来说，本申请可以在不需要这些具体细节中的一些细节的情况下实施。下面对实施例的描述仅仅是为了通过示出本申请的示例来提供对本申请更好的理解。
[0036]如图1所示，本申请的一个实施例中提供了一种宽带复杂混沌激光产生装置，包括，
[0037]第一信号回路，第二信号回路、后处理模块，
[0038]所述第一信号回路包括激光发生模块、相位调制器、反馈模块、第一光纤耦合器；
[0039]所述激光发生模块产生混沌信号I(t)后依次相位调制器、第一光纤耦合器后被分为第一信号I1(t)、第二信号I2(t)；
[0040]所述I2(t)入射到反馈模块的输入端，处理后再次注入激光发生模块的输入端；
[0041]所述第二信号回路包括本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种宽带复杂混沌激光产生装置，其特征在于，包括，第一信号回路、第二信号回路、后处理模块，所述第一信号回路包括激光发生模块、相位调制器、反馈模块、第一光纤耦合器；所述激光发生模块产生混沌信号I(t)，所述I(t)依次通过相位调制器、第一光纤耦合器后被分为第一信号I1(t)、第二信号I2(t)；所述I1(t)注入到反馈模块的输入端，处理后再次注入激光发生模块的输入端；所述第二信号回路包括第二光纤耦合器、光电转换模块；所述第二信号I2(t)入射第二光纤耦合器后被分为第三信号I3(t)、第四信号I4(t)；所述第三信号I3(t)入射到光电转换模块中，经处理后再次出射用作相位调制器的射频输入信号；所述第四信号I4(t)入射后处理模块，经处理后输出最终的宽带混沌信号I5(t)。2.根据权利要求1所述的混沌激光产生装置，其特征在于：所述相位调制器选自普通电光相位调制器或马赫
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曾德尔调制器中的一种。3.根据权利要求1所述的混沌激光产生装置，其特征在于：所述相位调制器的半波电压为3~3.4 V，带宽为20~25 GHz。4.根据权利要求1所述的混沌激光产生装置，其特征在于：所述激光发生模块包括沿着出射信...
【专利技术属性】
技术研发人员：罗先刚，徐明峰，周梦洁，张逸群，陈强，陈双成，蒲明博，
申请(专利权)人：天府兴隆湖实验室，
类型：新型
国别省市：
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