基于光注入或光反馈等的光混沌方案能够产生高维度的混沌信号，在保密通信、高速随机数发生器以及混沌雷达等诸多领域有着广泛应用，然而这类混沌构造的输出中会产生延时特征(Time delay signature,TDS)，该特征可以通过统计方法提取出来，对保密通信应用的安全性构成了威胁，也限制了高速随机数发生器等的取样周期选择并影响其统计特性。作为混沌应用的密钥，延时特征隐藏得到广泛研究，许多不同的消除延时特征的方案被提出，其中，耦合混沌系统以其独特优势成为研究热点，这类方案能够同时产生多路延时特征完全隐藏的光混沌信号，同时应用这种耦合机制使得同步方案易于设计，然而，相应研究中的延时特征分析都只关注单路输出序列的分析，基于多路输出的互统计特征常被忽略，这些方案是否安全仍旧是一个未解决的问题。针对耦合混沌系统的安全性问题进行了深入研究，主要工作包括：　　(1)针对耦合混沌系统多路输出安全性问题，采用互统计分析方法对耦合混沌系统这一类光混沌系统的多路输出的延时特征进行分析。对互耦合半导体激光器混沌系统、强度耦合电光混沌系统以及相位耦合电光混沌系统进行了互相关（Cross-correlation function,CCF）和延时互信息（Delayed mutual information,DMI）分析。在耦合强度、频率失谐等参数变化情况下，研究了多路输出延时隐藏的效果。结果表明，通过互统计分析方法，耦合混沌系统的延时特征仍旧可以被提取出来。该工作对混沌系统的设计有指导意义并且提供了一种分析这类混沌动力学的新角度。　　(2)针对强度耦合电光混沌系统在互统计特征分析下延时特征不能隐藏的问题，提出了一种新的引入三路相位调制电光非线性环路和光耦合器(Optical coupler,OC)的光耦合混沌系统，详细研究了系统的动态特性和延时特征隐藏性能，数值结果表明延时特征不仅能在单路输出的统计分析下隐藏，也能在对多路输出的互统计分析下隐藏，在合适的频率失谐条件下，系统的延时特征更容易隐藏。与强度耦合电光混沌方案相比，提出的系统有着更简单的构造，成本更低，同时有着更小的内部噪声，系统性能更优良。