CN109873682B - 一种基于延迟光反馈混沌半导体激光器的波分复用双向传输系统 - Google Patents
一种基于延迟光反馈混沌半导体激光器的波分复用双向传输系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于延迟光反馈混沌半导体激光器的波分复用双向传输系统，包括：依次连接的第一反射镜、第一半导体激光器、第一分波器、第一光混沌信号链路、第一波分复用器、第一光纤、第二波分复用器和第二光混沌信号链路，所述第二光混沌信号链路与所述第一分波器连接；所述第一光混沌信号链路、第二光混沌信号链路用于传输光混沌信号，两者中任意一个含有发送端，另一个含有接收端；所述第一波分复用器或第二波分复用器用于耦合光混沌信号或重新分成不同的波长混沌信号，本系统解决了混沌通信过程中的信息保密以及长距离大容量通信问题。
Description
技术领域
本发明属于光信息技术领域，具体涉及一种基于延迟光反馈半导体激光器的波分复用双向保密通信系统。
背景技术
随着社会经济的不断发展，传统现代保密通信技术已经不能满足人们对于信息安全的要求，而且基于传统的信息保密技术的信息传输的容量也已经不能满足人们的需求，所以信息安全和信息传输容量成了人们关注的一大热点。由于混沌系统对初始条件的敏感依赖性，使得混沌信号具有长期不可预测性和截获能力；同时混沌系统本身又是确定性的，由非线性系统方程、参数和初始条件所完全确定，因此混沌系统成为了保密通信的热点之一。混沌信号的高度随机性、不可预测性、高度复杂性、连续宽带频谱以及对初始条件敏感性等独特属性，构成了混沌信号天然的隐蔽性，使其能成为良好的通信载体，所以混沌信号所携带的信息将很难被截获，从而保证信息的安全保密传输。光混沌系统具有极大的带宽和较低的衰减，且动力学系统非常复杂，抗截获能力强，保密性能更好。因此，对光混沌保密通信系统的研究具有极高的应用前景和相应的应用价值。
同时在此基础上通过结合使用波分复用器可以减少系统库存备份，增大混沌通信系统的传输容量。混沌同步实现是混沌安全通信的关键，接收机与发射机物理参数相同，两者就可实现同步。它对于保密通信、神经网络、生物学和经济学有重要意义，在信号处理、医学诊断、复杂经济系统有重要潜在应用价值。因此，怎样实现光混沌信号的安全信息传输以及怎样扩大通信系统的容量仍是科学研究中的重点方向。现有的技术的传输过程中在信息保密以及长距离大容量传输上仍然存在缺陷，无法有效保证信息安全以及实现大容量的长距离传输。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供了延迟光反馈混沌信号双向传输系统，具体是一种基于延迟光反馈混沌半导体激光器的波分复用双向传输系统。
本发明采取以下技术方案：
一种基于延迟光反馈混沌半导体激光器的波分复用双向传输系统，包括：依次连接的第一反射镜、第一半导体激光器、第一分波器、第一光混沌信号链路、第一波分复用器、第一光纤、第二波分复用器和第二光混沌信号链路，所述第二光混沌信号链路与所述第一分波器连接；所述第一光混沌信号链路、第二光混沌信号链路用于传输光混沌信号，两者中任意一个含有发送端，另一个含有接收端；所述第一波分复用器或第二波分复用器，用于将不同的波长光混沌信号进行耦合或重新分成不同的波长混沌信号。本方案通过波分复用器，可以将不同波长的光混沌信号耦合在一起，同时也可以将含有不同波长的光混沌信号通过波分复用器进行解复用，重新分成各个不同的波长进行传输。
优选的，本系统的第一光混沌信号链路包括：第二半导体激光器、第一部分透光镜、第一个隔离器、第一分束器、第二分束器、第一信号调制器、第一信号减法器、第二信号减法器、第一电放大器、第二电放大器、第一光电检测器、第二光电检测器；所述第一分波器、第二半导体激光器、第一部分透光镜、第一个隔离器、第一分束器、第二分束器、第一波分复用器依次连接；所述第二半导体激光器、第一信号调制器、第一信号减法器、第二信号减法器依次连接，所述第一分束器、第一光电检测器、第一电放大器、第二信号减法器、第二电放大器、第二光电检测器、第二分束器依次连接；所述第二光混沌信号链路的结构与所述第一光混沌信号链路相同。
优选的，本系统还包括第一环形传输链路和第二环形传输链路，所述第一光混沌信号链路、第一环形传输链路、第一光纤依次连接；所述第二光混沌信号链路、第二环形传输链路、第一光纤依次连接。
优选的，所述第一环形传输链路包括第一三端口环形器、第一光放大器、第二三端口环形器、第二光放大器，所述第一三端口环形器、第一光放大器、第二三端口环形器、第二光放大器依次串联，所述第一三端口环形器与所述第一波分复用器连接；所述第二环形传输链路的结构与第一环形链路相同。
优选的，所述第一分波器将第一半导体激光器通过反射镜的光反馈产生的混沌信号分成2n份，所述第一光混沌信号链路、第二光混沌信号链路分别为n条，且第一光混沌信号链路中的各个链路的波长分别与第二光混沌信号链路中各个链路的波长相同。
优选的，相邻的半导体激光器的中心波长间隔为0.8纳米。第一激光器输出的光混沌信号通过分波器分成不同的波长信号，用这些把不同波长的光混沌信号驱动后面的激光器，使后面的激光器能够达到同步，需要注意的是输入到第二激光器和第五激光器的信号波长是一致的都为λ1，第三激光器和第四激光器的波长是一致的都为λn，其余多个半导体激光器，他们分别对应于信号波长为λ2—λn-1。这里指的中心波长间隔0.8纳米是λ1信号跟λ2信号相隔0.8纳米，同样的λ3与λ2也是相隔0.8纳米，而不相邻的λ1与λ3之间相隔1.6纳米。
优选的，所述的系统中，所有半导体激光器产生平均的功率为10mW。为了使这这些激光尽可能的同步，所以参数必须选择一致。
优选的，所述的系统中，第一光纤时延线的时延为2.67纳秒。
优选的，所述的系统中，部分透光镜的反馈系数为20纳秒-1。
优选的，所述的系统中，所有电放大器增益为10dB。
优选的，所述的系统中，所有光电检测器的量子效率10％。
优选的，所述的系统中，所有光放大器的增益30dB。
本发明的特点在于：此混沌保密通信系统具有延迟光反馈混沌功能，第一半导体激光器通过反射镜的光反馈产生混沌信号，并将该混沌信号通过分波器分成2n份，驱动发射激光器，相邻发射端或接受端激光器中心波长差为0.8纳米，波长不同的激光器之间不同步，但作为接收端和发射端的两个激光器波长一致，且是同步的，发射机跟接收机中波长的数目一致，都为n。第一半导体激光器、发射机、接收机的光反馈，以及他们的耦合诱导系统的形成混沌动力学。
将需要传输的信号同时调制在各个作为发送端的半导体激光器偏置电流上，进一步隐藏在混沌信号载频中。第一半导体激光器产生的是混沌信号，但是通过波分复用器分成了多个不同波长的混沌信号，然后将相同波长的混沌信号输入到后面的从激光器中，这样做的目的是保证后面两个激光能够达到同步，例如第二激光器和第五激光器他们由于受到后面的部分透光镜的作用，本身可以产生混沌信号，同时他们接收到的都是来自第一半导体激光器的同一个波长的混沌信号，驱动他们两个之间达到同步，再者他们之间的内部参数设置完全一致，故他们产生的混沌信号可以达到同步，从而可以解调信息。理论上通过混沌信号驱动激光器产生的混沌信号具有更为复杂，使通信更为安全。本发明将各个半导体激光器的输出光混沌信号通过波分复用器耦合在一起进行长距离传输。环形器将两端的光信号分开、利用光放大器分别对两路信号进行放大，进一步实现长距离双向传输。发射机发送的信号传输到接收机时，通过波分复用将传输信号重新分成不同的波长混沌信号，对应的与接收端相同波长的链路连接，当发射端将信号传输到接收端时，信号再次经过一个波分复用器，将信号分成各个不同的信波长的信号，对应的传输到接收端相同波长的链路上，通过检测每条链路上的同步误差，并将该同步误差与本地调制信号比较，就可以恢复出原始信号。类似的，接收机也可以作为发射机，实现双向通信。本发明不仅可以实现安全的混沌通信，更能在确保安全通信的基础上实现大容量双向通信。
附图说明
图1为混沌保密通信系统的一种结构示意图；
图2为光反馈产生混沌信号的时间序列图；
图3为其中一个激光器传送的数字信息；
图4为对应波长激光器解调后的数字信息。
具体实施方式
以下结合附图对本发明作进一步说明，使得本发明的技术方案更加清楚、明白。
如图1所示，本实施例涉及一种具有延迟光反馈混沌半导体激光器的波分复用双向传输系统，包括第一反射镜1-1，第一分波器2-1，第一半导体激光器3-1，第二半导体激光器3-2，第三半导体激光器3-3，第四半导体激光器3-4和第五激光器3-5。第一信号调制器4-1，第二信号调制器4-2，第三信号调制器4-3和第四信号调制器4-4。第一部分透光镜5-1，第二部分透光镜5-2，第三部分透光镜5-3，和第四部分透光镜5-4。第一隔离器6-1，第二隔离器6-2，第三隔离器6-3和第四隔离器6-4。第一分束器7-1，第二分束器7-2，第三分束器7-3，第四分束器7-4，第五分束器7-5，第六分束器7-6，第七分束器7-7和第八分束器7-8。第一光电检测器8-1，第二光电检测器8-2，第三光电检测器8-3，第四光电检测器8-4，第五光电检测器8-5，第六光电检测器8-6，第七光电检测器8-7和第八光电检测器8-8。第一电放大器9-1，第二电放大器9-2，第三电放大器9-3，第四电放大器9-4，第五电放大器9-5，第六电放大器9-6，第七电放大器9-7和第八电放大器9-8。第一信号减法器10-1，第二信号减法器10-2，第三信号减法器10-3，第四信号减法器10-4，第五信号减法器10-5，第六信号减法器10-6，第七信号减法器10-7和第八信号减法器10-8。第一波分复用器11-1和第二波分复用器11-2。第一三端口环形器12-1，第二三端口环形器12-2，第三三端口环形器12-3和第四三端口环形器12-4。第一光放大器13-1，第二光放大器13-2，第三光放大器13-3和第一光放大器13-4。第一光纤14-1。本系统采用对称结构设计，此混沌保密通信系统具有延迟光反馈混沌功能，第一半导体激光器通过反射镜的光反馈产生混沌，并将该混沌信号通过分波器分成2n份，驱动发射激光器。
本系统的上述器件的具体连接关系为：
所述第一反射镜1-1、第一半导体激光器3-1、第一分波器2-1、第二半导体激光器3-2、第一部分透光镜5-1、第一个隔离器6-1、第一分束器7-1、第二分束器7-2、第一波分复用器11-1依次连接；
所述第一信号调制器4-1、第一信号减法器10-1、第二信号减法器10-2依次连接，第一信号调制器4-1与第二半导体激光器3-2连接，第一信号调制器4-1与第一信号减法器10-1连接，第一信号减法器10-1与第二信号减法器10-2连接，第二信号减法器10-2与第一电放大器9-1连接，第一电放大器9-1与第一光电检测器8-1连接，第一光电检测器8-1与第一分束器7-1连接，第二信号减法器10-2与第二电放大器9-2连接，第二电放大器9-2与第二光电检测器8-2连接，第二光电检测器8-2与第二分束器7-2连接；
所述第三半导体激光器3-3、第二部分透光镜5-2、第二隔离器6-2、第三分束器7-3、第四分束器7-4依次连接，第三半导体激光器3-3与第一分波器2-1连接，第四分束器7-4与第一波分复用器11-1连接；
所述第第二信号调制器4-2，第三信号减法器10-3，第四信号减法器10-4依次连接，第二信号调制器4-2与第三半导体激光器3-3连接，第二信号调制器4-2与第三减法器10-3连接，第三减法器10-3与第四信号减法器10-4连接，第四信号减法器10-4与第三电放大器9-3连接，第三电放大器9-3与第三光电检测器8-3连接，第三光电检测器8-3与第三分束器7-3连接，第四信号减法器10-4与第四电放大器9-4连接，第四电放大器9-4与第四光电检测器8-4连接，第四光电检测器8-4与第四分束器7-4连接；
所述第一三端口环形器12-1，第一光放大器13-1，第二三端口环形器12-2，第一光纤14-1依次连接，第一三端口环形器12-1与第一波分复用器11-1连接，第二光放大器13-2与第一三端口环形器12-1连接，第二光放大器13-2与第二三端口环形器12-2连接；
所述第四半导体激光器3-4，第三部分透光镜5-3，第三隔离器6-3，第五分束器7-5，第六分束器7-6，第二波分复用器11-2依次连接，第四半导体激光器3-4与第一分波器2-1连接；
所述第三信号调制器4-3，第五信号减法器10-5，第六信号减法器10-6依次连接，第三信号调制器4-3与第四半导体激光器3-4连接，第三信号调制器4-3与第六信号减法器10-6连接，第六信号减法器10-6与第五信号减法器10-5连接，第五信号减法器10-5与第五电放大器9-5，第五电放大器9-5与第五光电检测器8-5连接，第五光电检测器8-5与第五分束器7-5连接，第五信号减法器10-5与第六电放大器9-6连接，第六电放大器9-6与第六光电检测器8-6连接，第六光电检测器8-6与第六分束器7-6连接；
第五半导体激光器3-5，第四部分透光镜5-4，第四隔离器6-4，第七分束器7-7，第八分束器7-8。所述第五半导体激光器3-5、第四部分透光镜5-4、第四隔离器6-4、第七分束器7-7、第八分束器7-8依次连接，第五半导体激光器3-5与第一分波器2-1连接，第八分束器7-8与第二波分复用器11-2连接；
所述第四信号调制器4-4，第八信号减法器10-8，第七信号减法器10-7依次连接，第四信号调制器4-4与第五半导体激光器3-5连接，第四信号调制器4-4与第八信号减法器10-8连接，第八信号减法器10-8与第七信号减法器10-7连接，第七信号减法器10-7与第七电放大器9-7连接，第七电放大器9-7与第七光电检测器8-7，第七光电检测器8-7与第七分束器7-7连接，第七信号减法器10-7与第八电放大器9-8连接，第八电放大器9-8与第八光电检测器8-8连接，第八光电检测器8-8与第八分束器7-8连接；
所述第三三端口环形器12-3，第三光放大器13-3，第四三端口环形器12-4依次连接，第三三端口环形器12-3与第二波分复用器11-2连接，第四光放大器13-4与第三三端口环形器12-3连接，第四光放大器13-4与第四光放大器13-4连接，第四三端口环形器12-4与第一光纤14-1连接。
下面结合本实施例的结构关系对本系统具体说明。
其中，第一反射镜1-1的第一端口a1与第一半导体激光器3-1的第一端口c1连接，形成光反馈。第一半导体激光器3-1的第二端口c2与第一分波器2-1的第一端口b1连接，将光信号分成n个不同的波长。第一分波器2-1的第二端口b2与第二半导体激光器3-2的第一端口c3连接，第二半导体激光器3-2的第二端口c4与第一部分透光镜5-1的第一端口e1连接，第一部分透光镜5-1的第二端口e2与第一隔离器6-1的第一端口f1连接，第一隔离器6-1的第二端口f2与第一分束器7-1的第一端口g1连接，第一分束器7-1的第三端口g3与第二分束器7-2的第一端口g4连接，第二分束器7-2的第三端口g6与第一波分复用器11-1第二端口k2连接，完成波长为λ1信号的传输。
第二半导体激光器3-2的第三端口c5与第一信号调制器4-1的第三端口d3连接，第一信号调制器4-1的第二端口d3与第一信号减法器10-1的第一端口j1连接，第一信号减法器10-1的第二端口j2与第二信号减法器10-2的第三端口j5连接，第二信号减法器10-2的第一端口j3与第一电放大器9-1的第二端口i2连接，第一电放大器9-1的第一端口i1与第一光电检测器8-1的第一端口h1连接，第一光电检测器8-1的第二端口h2与第一分束器7-1的第二端口g2连接，第二信号减法器10-2的第二端口j4与第二电放大器9-2的第一端口i3连接，第二电放大器9-2的第二端口i4与第二光电检测器8-2的第一端口h3连接，第二光电检测器8-2的第二端口h4与第二分束器7-2的第二端口g5连接，完成信号的调制与检测。
第三半导体激光器3-3的第一端口c6与第一分波器2-1的第n+1端口bn+1连接，第三半导体激光器3-2的第二端口c7与第二部分透光镜5-2的第一端口e3连接，第二部分透光镜5-2的第二端口e4与第二隔离器6-2的第一端口f3连接，第二隔离器6-2的第二端口f4与第三分束器7-3的第一端口g7连接，第三分束器7-3的第三端口g9与第四分束器7-4的第一端口g10连接，第四分束器7-4的第三端口g12与第一波分复用器11-1第n+1端口kn+1连接，完成波长为λn信号的传输。
第三半导体激光器3-3的第三端口c8与第二信号调制器4-2的第一端口d4连接，第二信号调制器4-2的第二端口d5与第三信号减法器10-3的第一端口j6连接，第三信号减法器10-3的第二端口j7与第四信号减法器10-4的第一端口j8连接，第四信号减法器10-4的第二端口j9与第三电放大器9-1的第二端口i6连接，第三电放大器9-1的第一端口i5与第三光电检测器8-3的第一端口h5连接，第三光电检测器8-3的第二端口h6与第三分束器7-3的第二端口g8连接，第四信号减法器10-4的第三端口j10与第四电放大器9-4的第一端口i7连接，第四电放大器9-4的第二端口i8与第四光电检测器8-4的第一端口h7连接，第四光电检测器8-4的第二端口h8与第四分束器7-4的第二端口g11连接，完成信号的调制与检测。
第四半导体激光器3-4的第一端口c9与第一分波器2-1的第n+1端口bn+1连接，第四半导体激光器3-4的第二端口c10与第三部分透光镜5-3的第一端口e6连接，第三部分透光镜5-3的第二端口e7与第三隔离器6-3的第一端口f5连接，第三隔离器6-3的第二端口f6与第五分束器7-5的第一端口g13连接，第五分束器7-5的第二端口g14与第六分束器7-6的第一端口g16连接，第六分束器7-6的第二端口g17与第二波分复用器11-2的第n+1端口kn+1′连接，完成波长为λn信号的传输。
第四半导体激光器3-4的第三端口c11与第三信号调制器4-3的第一端口d7连接，第三信号调制器4-3的第二端口d8与第六信号减法器10-6的第一端口j14连接，第六信号减法器10-6的第二端口j15与第五信号减法器10-5的第三端口j13连接，第五信号减法器10-5的第一端口j11与第五电放大器9-5的第二端口i10连接，第五电放大器9-5的第二端口i9与第五光电检测器8-5的第二端口h10连接，第五光电检测器8-5的第一端口h9与第五分束器7-5的第三端口g15连接，第五信号减法器10-5的第二端口j12与第六电放大器9-6的第一端口i11连接，第六电放大器9-6的第二端口i12与第六光电检测器8-4的第二端口h12连接，第六光电检测器8-6的第一端口h11与第六分束器7-6的第三端口g18连接，完成信号的调制与检测。
第五半导体激光器3-5的第一端口c12与第一分波器2-1的第2端口b2′连接，第五半导体激光器3-5的第二端口c13与第四部分透光镜5-4的第一端口e8连接，第四部分透光镜5-4的第二端口e9与第四隔离器6-4的第一端口f7连接，第四隔离器6-4的第二端口f8与第七分束器7-7的第一端口g19连接，第七分束器7-7的第二端口g20与第八分束器7-8的第一端口g22连接，第八分束器7-8的第二端口g23与第二波分复用器11-2的第2端口k2′连接，完成波长为λ1信号的传输。
第五半导体激光器3-5的第三端口c14与第四信号调制器4-4的第一端口d10连接，第四信号调制器4-4的第二端口d11与第八信号减法器10-8的第一端口j19连接，第八信号减法器10-8的第二端口j20与第七信号减法器10-7的第三端口j18连接，第七信号减法器10-7的第一端口j16与第七电放大器9-7的第二端口i14连接，第七电放大器9-7的第一端口i13与第七光电检测器8-7的第二端口h14连接，第七光电检测器8-7的第一端口h13与第七分束器7-7的第三端口g21连接，第七信号减法器10-7的第二端口j17与第八电放大器9-8的第一端口i15连接，第八电放大器9-8的第二端口i16与第八光电检测器8-8的第二端口h16连接，第八光电检测器8-8的第一端口h15与第八分束器7-8的第三端口g24连接，完成信号的调制与检测。
第一波分复用器11-1的第一端口k1与第一三端口环形器12-1的第一端口l1连接，第一三端口环形器12-1的第二端口l2与第一光放大器13-1的第一端口m1连接，第一光放大器13-1的第二端口m2与第二三端口环形器12-2的第一端口l4连接，第二三端口环形器12-2的第二端口l5与第一光纤14-1的第一端口n1连接，第一光纤14-1的第二端口n2与第四三端口环形器12-4的第二端口l11连接，第四三端口环形器12-4的第一端口l10与第三光放大器13-3的第二端口m6连接，第三光放大器13-3的第一端口m5与第三三端口环形器12-3的第二端口l8连接，第三三端口环形器12-3的第一端口l7与第二波分复用器11-2的第一端口k1′连接，第一三端口环形器12-1的第三端口l3与第二光放大器13-2的第一端口m3连接，第二光放大器13-2的第二端口m4与第二三端口环形器12-2的第三端口l6连接。完成波长λ1，λ2，λ3......λn的信号的放大传输。
本发明与传统的混沌通信方案比较，具有光延迟反馈混沌的波分复用双向传输，通过在发射半导体激光器引入延迟光反馈，可以产生延迟的光混沌信号。本发明中输入到波分复用器的光波信号，是由具有光反馈的半导体激光器产生的混沌信号，这种系统能具有更大的通信容量，与单通道相比。
图2为延迟光反馈产生混沌信号的时间序列图，表明系统能产生混沌信号。
本发明中，具有延迟光反馈混沌的波分复用双向传输，通过下列方法对混沌信号进行波分复用：首先具有延迟光反馈的第一半导体激光器产生混沌驱动光信号，将产生的混沌信号输入到第一分波器中，分出2n路信号，并将这些信号作为驱动信号分别输入到各个发射机和接收机里，使被驱动的半导体激光器两两实现同步(这里主要是将第一半导体激光器输出的混沌信号通过波分复用器分出各个不同的波长信号，需要注意的是相同的波长都有两个，利用这两个相同波长的混沌信号去驱动后面的激光器达到同步，例如第二半导体激光器和第五半导体激光器通过部分透光镜的反馈作用本身就可以产生混沌信号，现在又通过相同波长的混沌驱动信号，所以理论上这两个激光器可以达到同步，已知第二和第五半导体激光器的内部参数一致，故可以通过调制第二和第五半导体激光器的偏置电流进行信号传输，通过检测两者之间的同步误差就可以解调出原始信号，这里其实是一个双向通信的过程，接收机可以使发射机，同样的发射机也可以是接收机)。同时信号调制到各个半导体激光器的偏置电流中进行编码，最后通过一个波分复用器将多路不同波长信号整合在一起通过光纤进行传输，在接收端再次通过另一个波分复用器将信号分成各个不同的波长信号，通过检测同步误差并于与原始信号比较，可以得到传输的有用信号，完成信号传输，类似的，接收机也是发射机，它发送的信号也能通过发射机接受并解调，实现双向通信过程。该方案可以将多路混沌信号通过波分复用器整合在一起进行传输，不易被窃听者提取有用信号，在实现安全通信的同时，又实现了大容量通信。
实现通信的过程如下：
1、首先利用反射镜对半导体激光器产生延迟光反馈，产生混沌信号，并将该信号通过分波器分出不同波长的信号，并以此信号作为驱动信号输入到各个不同的发射、接收半导体激光器中，使这些激光器能够实现同步；
2、两端半导体激光器通过部分透光镜引入光反馈，所以可以产生混沌信号，信号的编码通过调制各个激光器的偏置电流来实现；
3、两端将不同波长的编码混沌信号通过波分复用器耦合到一路，进行双向传输；
4、环形器将两端的光信号分开、利用光放大器分别对两路信号进行放大，进一步实现长距离双向传输。发射机发送的信号传输到接收机时，通过波分复用将传输信号重新分成不同的波长混沌信号，对应的与接收端相同波长的链路连接，通过检测同步误差就可以解调出原始有用信息。
5、类似的，接收机发送的信号也可以在发射端解调出原始信号，从而实现混沌信号的波分复用双向传输系统。
作为一种实施方式，本系统中，相邻的半导体激光器的中心波长间隔为0.8纳米。具体的如图1所示，第一激光器输出的光混沌信号通过分波器分成不同的波长信号，用这些把不同波长的光混沌信号驱动后面的激光器，使后面的激光器能够达到同步，需要注意的是输入到第二激光器和第五激光器的信号波长是一致的都为λ1，第三激光器和第四激光器的波长是一致的都为λn，因为图中省略了很多半导体激光器，他们分别对应于信号波长为λ2—λn-1。这里指的中心波长间隔0.8纳米是λ1信号跟λ2信号相隔0.8纳米，同样的λ3与λ2也是相隔0.8纳米，需要注意的是λ1与λ3之间相隔1.6纳米......。
作为一种实施方式，本系统中的所有半导体激光器产生平均的功率为10mW。。
作为一种实施方式，本系统中的第一光纤时延线的时延为2.67纳秒。
作为一种实施方式，本系统中的部分透光镜的反馈系数为20纳秒-1。
作为一种实施方式，本系统中的所有电放大器增益为10dB。
作为一种实施方式，本系统中的所有光电检测器的量子效率10％。
作为一种实施方式，本系统中的所有光放大器的增益30dB。
以上对本发明的优选实施例及原理进行了详细说明，对本领域的普通技术人员而言，依据本发明提供的思想，在具体实施方式上会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种基于延迟光反馈混沌半导体激光器的波分复用双向传输系统，其特征在于，包括：依次连接的第一反射镜(1-1)、第一半导体激光器(3-1)、第一分波器(2-1)、第一光混沌信号链路、第一波分复用器(11-1)、第一光纤(14-1)、第二波分复用器(11-2)和第二光混沌信号链路，所述第二光混沌信号链路与所述第一分波器(2-1)连接；
所述第一光混沌信号链路、第二光混沌信号链路用于传输光混沌信号，两者中任意一个含有发送端，另一个含有接收端；
所述第一波分复用器(11-1)或第二波分复用器(11-2)，用于将不同的波长光混沌信号进行耦合或重新分成不同的波长混沌信号
所述第一光混沌信号链路包括：
第二半导体激光器(3-2)、第一部分透光镜(5-1)、第一个隔离器(6-1)、第一分束器(7-1)、第二分束器(7-2)、第一信号调制器(4-1)、第一信号减法器(10-1)、第二信号减法器(10-2)、第一电放大器(9-1)、第二电放大器(9-2)、第一光电检测器(8-1)、第二光电检测器(8-2)；
所述第一分波器(2-1)、第二半导体激光器(3-2)、第一部分透光镜(5-1)、第一个隔离器(6-1)、第一分束器(7-1)、第二分束器(7-2)、第一波分复用器(11-1)依次连接；所述第二半导体激光器(3-2)、第一信号调制器(4-1)、第一信号减法器(10-1)、第二信号减法器(10-2)依次连接，所述第一分束器(7-1)、第一光电检测器（ 8-1)、第一电放大器(9-1)、第二信号减法器(10-2)、第二电放大器(9-2)、第二光电检测器(8-2)、第二分束器(7-2)依次连接；
所述第二光混沌信号链路的结构与所述第一光混沌信号链路相同。
2.根据权利要求1所述的一种基于延迟光反馈混沌半导体激光器的波分复用双向传输系统，其特征在于，所述系统中任意一个部分透光镜的反馈系数为20纳秒-1；或，所述系统中任意一个电放大器增益为10dB；或，所述系统中任意一个光电检测器的量子效率10％；或，相邻的半导体激光器的中心波长间隔为0.8纳米。
3.根据权利要求1所述的一种基于延迟光反馈混沌半导体激光器的波分复用双向传输系统，其特征在于，还包括第一环形传输链路和第二环形传输链路，所述第一光混沌信号链路、第一环形传输链路、第一光纤(14-1)依次连接；所述第二光混沌信号链路、第二环形传输链路、第一光纤(14-1)依次连接。
4.根据权利要求3所述的一种基于延迟光反馈混沌半导体激光器的波分复用双向传输系统，其特征在于，所述第一环形传输链路包括第一三端口环形器(12-1)、第一光放大器(13-1)、第二三端口环形器(12-2)、第二光放大器(13-2)，所述第一三端口环形器(12-1)、第一光放大器(13-1)、第二三端口环形器(12-2)、第二光放大器(13-2)依次串联，所述第一三端口环形器(12-1)与所述第一波分复用器(11-1)连接；
所述第二环形传输链路的结构与第一环形链路相同。
5.根据权利要求4所述的一种基于延迟光反馈混沌半导体激光器的波分复用双向传输系统，其特征在于，所述第一环形传输链路或第二环形传输链路中的任意一个光放大器的增益为30dB。
6.根据权利要求1-5任一所述的一种基于延迟光反馈混沌半导体激光器的波分复用双向传输系统，其特征在于，所述第一分波器(2-1)将第一半导体激光器(3-1)通过反射镜的光反馈产生的混沌信号分成2n份；所述第一光混沌信号链路、第二光混沌信号链路分别为n条，且第一光混沌信号链路中的各个链路的波长分别与第二光混沌信号链路中各个链路的波长相同。
7.根据权利要求1-5任一所述的一种基于延迟光反馈混沌半导体激光器的波分复用双向传输系统，其特征在于，所述系统中任意一个半导体激光器产生平均的功率为10mW；或，所述的第一光纤(14-1)时延线的时延为2.67纳秒。
8.根据权利要求1-5任一所述的一种基于延迟光反馈混沌半导体激光器的波分复用双向传输系统，其特征在于，所述系统中波长不同的激光器之间不同步。
9.根据权利要求1-5任一所述的一种基于延迟光反馈混沌半导体激光器的波分复用双向传输系统，其特征在于，所述系统中作为接收端和发射端的两个半导体激光器波长一致，且是同步的。
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