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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

邓伟 夏光琼 吴正茂

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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

邓伟, 夏光琼, 吴正茂

Dual-channel chaos synchronization and communication based on a vertical-cavity surface emitting laser with double optical feedback

Deng Wei, Xia Guang-Qiong, Wu Zheng-Mao
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  • 利用双光反馈垂直腔面发射半导体激光器(VCSELs) 两个正交偏振模式输出的两个混沌信号作为混沌载波, 构建了一个双信道的混沌保密通信系统, 并对该系统的通信性能进行了数值仿真研究.研究结果表明: 通过合理的选取反馈参量, 双光反馈VCSELs两个偏振模式输出的混沌信号能很好地隐藏外腔反馈延时特性; 双光反馈VCSEL两个偏振模式输出的混沌信号通过偏振保持注入到接收VCSEL中, 在强注入锁定条件下可以实现很好的混沌同步, 同步性能对频率失谐的容忍性随着注入强度的增加而加强; 在附加混沌调制加密方式下, 500 Mbit/s的信号在传输过程中能够得到很好的隐藏, 同时在接收端可以成功解调; 随着通信速率的增加, Q因子呈现下降的趋势, 但对于 6 Gbit/s的信息, Q因子仍大于6.
    Using two orthogonal polarization mode outputs from a vertical-cavity surface emitting lasers (VCSEL) with double optical feedback as two chaotic carriers, a dual-channel chaos secure communication system is established, and the synchronization and communication performances of such a system are numerically investigated. The results show that under suitable operated condition, the time-delay signatures of two chaotic carriers originating from two linear polarization modes in the T-VCSLE with double optical feedback can be suppressed efficiently. Under the strong injection locking case, high-quality chaos synchronization between two corresponding modes of T-VCSEL and R-VCSEL can be realized by polarization-preserved optical injection from T-VCSEL to R-VCSEL. Moreover, the tolerance of the synchronization quality on the frequency detuning between T-VCSEL and R-VCSEL is enhanced with the increase of the injection strength. Adopting additive chaos modulation encryption scheme, two pieces of 500 Mbit/s encoded message can be hidden efficiently in the two chaotic carriers in the propagation process and can be successfully extracted at the receiver. Although Q factor decreases with the increase of message transmission rate, the values of Q factor for two channels are still larger than 6 for 6 Gbit/s message.
    • 基金项目: 国家自然科学基金(批准号: 60978003, 61078003, 61178011, 61275116)和重庆市自然科学基金(批准号: 2012jjB40011)资助的课题.
    • Funds: Project supported by the National Natural Science Foundation of China (Grant Nos. 60978003, 61078003, 61178011, 61275116) and the Natural Science Foundation of Chongqing City, China (Grant No. 2012jjB40011).
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出版历程
  • 收稿日期:  2013-03-22
  • 修回日期:  2013-04-15
  • 刊出日期:  2013-08-05

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