双信道偏振复用保密通信系统的完全混沌同步的操控性研究

钟东洲; 邓涛; 郑国梁

doi:10.7498/aps.63.070504

摘要

针对双信道偏振复用保密通信系统，利用线性电光效应，提出了一种新的完全混沌同步的控制方案. 在该方案中，每一个线性偏振模的完全混沌同步质量随外加电场成准周期性变化. 其变化规律：完全混沌同步 ↔ 剧烈振荡；固定一定的外加电场，电光调制促使其完全混沌同步质量对偏置电流和反馈强度的稳健性获得极大的加强. 在较大的偏置电流和反馈强度范围内，每一个线性偏振模能够实现完全混沌同步，并且调制到每一个线性偏振模的加密信号基本上能够恢复.

关键词:

Abstract

For the dual-channel encryption system, based on polarization-division-multiplexing, we put forward a new control scheme for complete chaos synchronization by means of linear electro-optic (EO) effect. In the scheme, the chaotic synchronization quality of each linear polarization (LP) mode component varies periodically with the applied electric field. The variation regulation is as follows: Complete chaos synchronization ↔ acute oscillation. With the applied electric field fixed at a certain value, the robustness of the complete chaotic synchronization quality due to the bias current and the feedback strength is improved greatly by EO modulation. Each LP mode can obtain the complete chaos synchronization in a large range of the bias current and the feedback strength. And the encoding message modulated to each LP mode can be almost re-established.

Keywords:

作者及机构信息

1.
五邑大学信息工程学院, 江门 529020;

2.
西南大学物理学院, 重庆 400715;

3.
深圳大学电子科学与技术学院, 深圳 518060

基金项目: 广东省自然科学基金（批准号：S2011010006105）、广东省江门市基础理论与科学研究类科技计划项目基金（批准号：HX13070）、五邑大学博士启动基金（批准号：30713020）和广东省高校优秀青年培育项目基金（批准号：LYM11114）资助的课题.

Authors and contacts

1.
School of Information Engineering, Wuyi University, Jiangmen 529020, China;

2.
School of Physics, Southwest University, Chongqing 400715, China;

3.
College of Electronic Science and Technology, Shenzhen University, Shenzhen 518060, China

Funds: Project supported by the Natural Science Foundation of Guangdong province, China (Grant No. S2011010006105), the foundation of the Science and Technology for Basic Theory and Science of Jiangmen City, China (Grant No. HX13070), the Doctoral Initial Foundation for Scientific Research of Wuyi University (Grant No. 30713020), and the Foundation for Distinguished Young Talents in Higher Education of Guangdong, China (Grant No. LYM11114).

参考文献

[1]	Liu J, Wu Z M, Xia G Q 200 9 Opt. Express 17 12619
[2]	Jiang N, Pan W, Luo B, Xaing S Y, Yang L 2012 IEEE Photo. Technol. Lett. 24 1094
[3]	Pau J, Sivaprakasam S, Shore K A 2004 J. Opt. Soc. Am. B 21 514
[4]	Li W L, Li S F, Li Gang 2012 Chin. Phys. B 21 064217
[5]	Deng T, Xia G Q, Cao L P, Chen J G, Lin X D Lin, Wu Z M 2009 Opt. Commun. 282 2243
[6]	Wu J G, Wu Z M, Tang X, Fan L, Deng W, Xia G Q 2013 IEEE Photo. Technol. Lett. 25 461
[7]	Yan S L 2013 Acta Phys. Sin. 62 230504 (in Chinese) [颜森林 2013 物理学报 62 230604]
[8]	Yan S L 2007 Chin. Phys. 16 3271
[9]	Shen K, Zhang S H 2004 Chin. Phys. 13 329
[10]	Wu L, Zhu S Q 2003 Chin. Phys. 12 300
[11]	Zhu S Q, Zhou Y, Wu L 2005 Chin. Phys. 14 2196
[12]	Miguel M S, Feng Q, Moloney J V 1995 Phys. Rev. A 52 1728
[13]	Sciamanna M, Masoller C, Abraham N B, Rogister F, Megret P, Blondel M 2003 J. Opt. Soc. Am. B 20 37
[14]	Zhong D Z, Cao W H, Wu Z M 2008 Acta Phys. Sin. 57 1548 (in Chinese) [钟东洲, 曹文华, 吴正茂 2008 物理学报 57 1548]
[15]	Zhong D Z, Xia G Q, Wang F, Wu Z M 2007 Acta Phys. Sin. 56 3279 (in Chinese) [钟东洲, 夏光琼, 王飞, 吴正茂 2007 物理学报 56 3279]
[16]	Zhong D Z, Xia G Q, Wu Z M, Jia X H 2008 Opt. Commun. 281 1689
[17]	Zhong D Z, Wu Z M 2009 Opt. Coummun. 282 1631
[18]	Andreas M, Martin B, Wolfgang E 2011 Opt. Lett. 36 3777
[19]	Manohar D V, Hun L S, Wook K D, Hon K K, Hee L M 2011 Opt. Express 19 1 6943
[20]	Huang X B, Xia G Q, Wu Z M 2010 Acta Phys. Sin. 59 3066 (in Chinese) [黄雪兵, 夏光琼, 吴正茂 2010 物理学报 59 3066]
[21]	She W L, Lee W K 2001 Opt. Commun. 195 303
[22]	Zheng G L, Wang H C, She W L 2006 Opt. Express 14 5535
[23]	Arbore M A, Galvanauskas A, Harter D, Chou M H, Fejer M M 1997 Opt. Lett. 22 1341
[24]	Bahabad A, Murnane M M, Kapteyn H C 2010 Nature Photon 6 570
[25]	Chang J H, Sun Q, Ge Y X, Wang T T, Tao Z H, Zhang, C 2013 Chin. Phys. B 22 124204
[26]	Zhong D Z, Wu Z M 2012 Acta Phys. Sin. 61 034203 (in Chinese) [钟东洲, 吴正茂 2012物理学报 61 034203]
[27]	Chiang A C, Lin Y Y 2013 Chin. Phys. Lett. 30 094201
[28]	Wang T, Li Y X, Yao J Q, Guo L 2013 Chin. Phys. Lett. 30 064203
[29]	Zhong D Z, She W L 2012 Acta Phys. Sin 61 06214 (in Chinese) [钟东洲, 佘卫龙 2012 物理学报 61 06214]
[30]	Vicente R, Mulet J, Mirasso C R 2006 Semiconductor Lasers and Lasers Dynamics Ⅱ, in: Proceedings of the SPIE 6184 6184131
[31]	Hobden M V, Warner J 1966 phys. Lett. 22 243

施引文献

[1]	Liu J, Wu Z M, Xia G Q 200 9 Opt. Express 17 12619
[2]	Jiang N, Pan W, Luo B, Xaing S Y, Yang L 2012 IEEE Photo. Technol. Lett. 24 1094
[3]	Pau J, Sivaprakasam S, Shore K A 2004 J. Opt. Soc. Am. B 21 514
[4]	Li W L, Li S F, Li Gang 2012 Chin. Phys. B 21 064217
[5]	Deng T, Xia G Q, Cao L P, Chen J G, Lin X D Lin, Wu Z M 2009 Opt. Commun. 282 2243
[6]	Wu J G, Wu Z M, Tang X, Fan L, Deng W, Xia G Q 2013 IEEE Photo. Technol. Lett. 25 461
[7]	Yan S L 2013 Acta Phys. Sin. 62 230504 (in Chinese) [颜森林 2013 物理学报 62 230604]
[8]	Yan S L 2007 Chin. Phys. 16 3271
[9]	Shen K, Zhang S H 2004 Chin. Phys. 13 329
[10]	Wu L, Zhu S Q 2003 Chin. Phys. 12 300
[11]	Zhu S Q, Zhou Y, Wu L 2005 Chin. Phys. 14 2196
[12]	Miguel M S, Feng Q, Moloney J V 1995 Phys. Rev. A 52 1728
[13]	Sciamanna M, Masoller C, Abraham N B, Rogister F, Megret P, Blondel M 2003 J. Opt. Soc. Am. B 20 37
[14]	Zhong D Z, Cao W H, Wu Z M 2008 Acta Phys. Sin. 57 1548 (in Chinese) [钟东洲, 曹文华, 吴正茂 2008 物理学报 57 1548]
[15]	Zhong D Z, Xia G Q, Wang F, Wu Z M 2007 Acta Phys. Sin. 56 3279 (in Chinese) [钟东洲, 夏光琼, 王飞, 吴正茂 2007 物理学报 56 3279]
[16]	Zhong D Z, Xia G Q, Wu Z M, Jia X H 2008 Opt. Commun. 281 1689
[17]	Zhong D Z, Wu Z M 2009 Opt. Coummun. 282 1631
[18]	Andreas M, Martin B, Wolfgang E 2011 Opt. Lett. 36 3777
[19]	Manohar D V, Hun L S, Wook K D, Hon K K, Hee L M 2011 Opt. Express 19 1 6943
[20]	Huang X B, Xia G Q, Wu Z M 2010 Acta Phys. Sin. 59 3066 (in Chinese) [黄雪兵, 夏光琼, 吴正茂 2010 物理学报 59 3066]
[21]	She W L, Lee W K 2001 Opt. Commun. 195 303
[22]	Zheng G L, Wang H C, She W L 2006 Opt. Express 14 5535
[23]	Arbore M A, Galvanauskas A, Harter D, Chou M H, Fejer M M 1997 Opt. Lett. 22 1341
[24]	Bahabad A, Murnane M M, Kapteyn H C 2010 Nature Photon 6 570
[25]	Chang J H, Sun Q, Ge Y X, Wang T T, Tao Z H, Zhang, C 2013 Chin. Phys. B 22 124204
[26]	Zhong D Z, Wu Z M 2012 Acta Phys. Sin. 61 034203 (in Chinese) [钟东洲, 吴正茂 2012物理学报 61 034203]
[27]	Chiang A C, Lin Y Y 2013 Chin. Phys. Lett. 30 094201
[28]	Wang T, Li Y X, Yao J Q, Guo L 2013 Chin. Phys. Lett. 30 064203
[29]	Zhong D Z, She W L 2012 Acta Phys. Sin 61 06214 (in Chinese) [钟东洲, 佘卫龙 2012 物理学报 61 06214]
[30]	Vicente R, Mulet J, Mirasso C R 2006 Semiconductor Lasers and Lasers Dynamics Ⅱ, in: Proceedings of the SPIE 6184 6184131
[31]	Hobden M V, Warner J 1966 phys. Lett. 22 243

[1]	田龙, 郑立昂, 张晓莉, 武奕淼, 王庆伟, 秦博, 王雅君, 李卫, 史少平, 陈力荣, 郑耀辉. 谐振型电光相位调制及光电探测功能器件的研发及应用. 物理学报, 2023, 72(14): 148502. doi: 10.7498/aps.72.20230485
[2]	钟东洲, 曾能, 杨华, 徐喆. 外部光注入的光泵浦自旋垂直腔表面发射激光器中的两个混沌偏振分量对两个复杂形状目标中的多区域精确测距. 物理学报, 2021, 70(7): 074206. doi: 10.7498/aps.70.20201693
[3]	赵显宇, 曲兴华, 陈嘉伟, 郑继辉, 王金栋, 张福民. 一种基于电光调制光频梳光谱干涉的绝对测距方法. 物理学报, 2020, 69(9): 090601. doi: 10.7498/aps.69.20200081
[4]	颜森林. 激光混沌并行串联同步及其在中继器保密通信系统中的应用. 物理学报, 2019, 68(17): 170502. doi: 10.7498/aps.68.20190212
[5]	吴丹丹, 佘卫龙. 线性吸收介质非局域线性电光效应的耦合波理论. 物理学报, 2017, 66(6): 064202. doi: 10.7498/aps.66.064202
[6]	任雅娜, 杨保东, 王杰, 杨光, 王军民. 铯原子7S1/2态磁偶极超精细常数的测量. 物理学报, 2016, 65(7): 073103. doi: 10.7498/aps.65.073103
[7]	王顺天, 吴正茂, 吴加贵, 周立, 夏光琼. 基于半导体环形激光器的高速双向双信道混沌保密通信. 物理学报, 2015, 64(15): 154205. doi: 10.7498/aps.64.154205
[8]	钟东洲, 计永强, 邓涛, 周开利. 电光调制对外部光注入垂直腔表面发射激光器的偏振转换及其非线性动力学行为的操控性研究. 物理学报, 2015, 64(11): 114203. doi: 10.7498/aps.64.114203
[9]	周飞, 曹原, 雍海林, 彭承志, 王向斌. 基于电光效应的光子频移研究. 物理学报, 2014, 63(20): 204202. doi: 10.7498/aps.63.204202
[10]	李长胜. 晶体的双参量调制及其应用. 物理学报, 2014, 63(7): 074207. doi: 10.7498/aps.63.074207
[11]	赵艳梅, 夏光琼, 吴加贵, 吴正茂. 基于1550 nm垂直腔面发射激光器的长距离双向双信道光纤混沌保密通信研究. 物理学报, 2013, 62(21): 214206. doi: 10.7498/aps.62.214206
[12]	邓伟, 夏光琼, 吴正茂. 基于双光反馈垂直腔面发射激光器的双信道混沌同步通信. 物理学报, 2013, 62(16): 164209. doi: 10.7498/aps.62.164209
[13]	丁灵, 吴正茂, 吴加贵, 夏光琼. 基于双光反馈半导体激光器的单向开环混沌同步通信. 物理学报, 2012, 61(1): 014212. doi: 10.7498/aps.61.014212
[14]	钟东洲, 吴正茂. 电光调制对外部光反馈垂直腔表面发射激光器输出矢量混沌偏振的操控. 物理学报, 2012, 61(3): 034203. doi: 10.7498/aps.61.034203
[15]	郭东明, 杨玲珍, 王安帮, 张秀娟, 王云才. 反馈强度调制增强混沌光通信的保密性. 物理学报, 2009, 58(12): 8275-8280. doi: 10.7498/aps.58.8275
[16]	王小发, 夏光琼, 吴正茂. 光电负反馈下单向耦合注入垂直腔表面发射激光器的混沌同步特性研究. 物理学报, 2009, 58(7): 4669-4674. doi: 10.7498/aps.58.4669
[17]	颜森林. 光纤混沌双芯双向保密通信系统研究. 物理学报, 2008, 57(5): 2819-2826. doi: 10.7498/aps.57.2819
[18]	陈建军, 李智, 张家森, 龚旗煌. 基于电光聚合物的表面等离激元调制器. 物理学报, 2008, 57(9): 5893-5898. doi: 10.7498/aps.57.5893
[19]	钟东洲, 夏光琼, 王飞, 吴正茂. 基于光反馈的单向耦合注入垂直腔表面发射激光器的矢量混沌同步特性研究. 物理学报, 2007, 56(6): 3279-3291. doi: 10.7498/aps.56.3279
[20]	张洪钧, 戴建华, 杨君慧, 高存秀. 双稳液晶电光调制器. 物理学报, 1981, 30(6): 810-819. doi: 10.7498/aps.30.810

计量

文章访问数: 6937
PDF下载量: 682
被引次数: 0

姓名
邮箱
手机号码
标题
留言内容
验证码

搜索

留言板