基于光反馈的光电振荡器混沌输出的时延特性研究

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光电振荡器不仅具有可调性好、可靠性高、鲁棒性好、带宽大等优势,而且还可产生丰富多样的动力学特性,可以作为高质量的混沌熵源被用于混沌保密通信和高速物理随机数的生成等领域,因而成为现在一种通用且高效的系统。基于光电振荡器产生混沌信号已经成为广大学者的研究热点并被深入研究。但是由于光电振荡器的结构的限制,不可避免的会在混沌信号中引入延迟时间,对混沌信号的保密性和随机性带来消极影响。因此,许多科研人员对于如何抑制光电振荡器系统中的时延特征进行了大量的研究。本文数值模拟了在传统光电振荡器系统的基础上,增加一路额外光反馈后的混沌输出的时延特征。由于传统的光电振荡器系统原本就存在一个延迟时间T1,在增加一路额外的光反馈后,必然会增加一个新的延迟时间T2。因此,有必要在一个包含这两个时间点的、较大的时间窗口内检测时延特征的变化。首先,在固定的注入光功率下,通过不断地增加光反馈的强度,可以得到两个延迟时间会随之变化的规律,确定了混沌输出的时延特征应该由这两个延迟时间处的时延特征共同决定;然后,通过时延特征演化图详细地观察了光反馈强度对混沌输出时延特征的影响,存在一个优化的范围能够抑制时延特征,并且寻找了不同注入功率时,最优的光反馈强度以及最低的时延特征的数值;随后在光反馈强度和T2构成的参数空间内观察了混沌输出信号的时延特征的变化规律,并通过三维图展示了不同注入光功率下的上述规律;最后,通过固定注入光功率,在T1和T2构成的参数空间内,理论模拟了混沌输出信号时延特征的变化规律,确定了适用于抑制混沌输出信号时延特征的两个延迟时间的关系。
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