CN113206437B - 全光类噪混沌激光发生器 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种全光类噪混沌激光发生器，适用于混沌保密通信、激光测距、光学混沌计算等领域。该器件包括：第一、第二泵浦光控制器（11）、（12），第一、第二光收发器（21）、（22），第一、第二1×3光分束器（31）、（32），第一、第二2×2光耦合器（41）、（42），第一、第二光环形器（51）、（52），光纤布拉格光栅（9），第一、第二单模光纤（61）、（62），第一、第二2×1光合波器（71）、（72），第一、第二可调光衰减器（81）、（82），光差分器（10）。该全光类噪混沌激光发生器，可以消除延迟信息、增加混沌带宽，改善混沌激光的复杂性和不可预测性。

Description

全光类噪混沌激光发生器
技术领域
本发明属于光保密通信技术领域，适用于高速光信号的产生和处理，特别涉及一种全光类噪混沌激光发生器。
背景技术
混沌激光有着类噪声、宽带宽、高速率等特性，在混沌保密通信、激光测距、光学逻辑混沌计算、强化学习等领域有着广泛应用。混沌激光发生器方案主要有：外光注入、光反馈、光电反馈和光电振荡等，其中光电振荡方式是目前研究与应用最多的方案。2005年Argyris等人利用光电振荡产生的混沌激光建立了全长120km的高速率混沌光保密通信网络[Argyris A, Syvridis D, Larger L, et.al, “Chaos-based communication at highbit rates using commercial fibre-optic links, Nature, 2005, 438(7066): 343-346]；2020年陈振炜等人基于Hopf分岔理论，研究了延迟可变光电振荡产生混沌激光的方法[陈振炜、孟义朝、詹遥牧，“延时可变光电振荡器产生混沌信号的路径及其特性研究”，激光与光电子学进展，2020，57（19）：191902）]。虽然光电振荡方案结构简单、便于调节，但其明显的延迟信息将会给混沌保密通信的安全性带来威胁，同时由于光电振荡中电子器件的瓶颈效应，产生的混沌信号带宽窄、分辨率低，导致混沌通信中的信息传输速率受限、保密密钥的不可预测性和不可重复性较差。因此，研究一种全光方式，通过消除延迟信息、增加混沌带宽，产生复杂度、不可预测性更强的类噪混沌激光，对改善混沌通信保密性能具有非常重要的意义。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是克服现有光电振荡方式产生类噪混沌激光暴露出的不足，提出一种全光类噪混沌激光发生器，在消除延迟信息的同时增加混沌带宽，提高混沌激光的复杂度和不可预测性。
本发明的技术方案：
本发明提出一种全光类噪混沌激光发生器，包括：第一、第二泵浦光控制器，第一、第二光收发器，第一、第二1×3光分束器，第一、第二2×2光耦合器，第一、第二光环形器，光纤布拉格光栅，第一、第二单模光纤，第一、第二2×1光合波器，第一、第二可调光衰减器，光差分器。
所述各器件的连接如下：第一、第二泵浦光控制器的输出端口分别连接第一、第二光收发器的控制端口，第一、第二光收发器的输出端口分别连接第一、第二1×3光分束器的输入端口，第一、第二1×3光分束器的第一分光端口分别连接第一、第二光环形器的第一端口，第一、第二1×3光分束器的第二分光端口分别连接第一、第二2×2光耦合器的第一端口，第一、第二1×3光分束器的第三分光端口分别连接第一、第二可调光衰减器的输入端口；第一、第二光环形器的第二端口分别连接光纤布拉格光栅的一端，第一、第二光环形器的第三端口分别连接第一、第二2×1光合波器的第一端口，第一、第二2×2光耦合器的第三端口分别连接第一、第二2×1光合波器的第二端口，第一2×2光耦合器的第二、第四端口经第一单模光纤相连，第二2×2光耦合器的第二、第四端口经第二单模光纤相连；第一2×1光合波器的合波端口连接第二光收发器的输入端口，第二2×1光合波器的合波端口连接第一光收发器的输入端口；第一、第二可调光衰减器的输出端口分别连接光差分器的第一、第二输入端口，光差分器的输出端口即为该全光类噪混沌激光发生器的输出端口。
附图说明
图1为全光类噪混沌激光发生器的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明作进一步描述。
实施方式一
本发明提出一种全光类噪混沌激光发生器，该发生器包括：第一、第二泵浦光控制器11、12，第一、第二光收发器21、22，第一、第二1×3光分束器31、32，第一、第二2×2光耦合器41、42，第一、第二光环形器51、52，光纤布拉格光栅9，第一、第二单模光纤61、62，第一、第二2×1光合波器71、72，第一、第二可调光衰减器81、82，光差分器10。
所述各器件的连接如下：第一、第二泵浦光控制器11、12的输出端口分别连接第一、第二光收发器21、22的控制端口，第一、第二光收发器21、22的输出端口分别连接第一、第二1×3光分束器31、32的输入端口，第一、第二1×3光分束器31、32的第一分光端口分别连接第一、第二光环形器51、52的第一端口，第一、第二1×3光分束器31、32的第二分光端口分别连接第一、第二2×2光耦合器41、42的第一端口，第一、第二1×3光分束器31、32的第三分光端口分别连接第一、第二可调光衰减器81、82的输入端口；第一、第二光环形器51、52的第二端口分别连接光纤布拉格光栅9的一端，第一、第二光环形器51、52的第三端口分别连接第一、第二2×1光合波器71、72的第一端口，第一、第二2×2光耦合器41、42的第三端口分别连接第一、第二2×1光合波器71、72的第二端口，第一2×2光耦合器41的第二、第四端口经第一单模光纤61相连，第二2×2光耦合器42的第二、第四端口经第二单模光纤62相连；第一2×1光合波器71的合波端口连接第二光收发器22的输入端口，第二2×1光合波器72的合波端口连接第一光收发器21的输入端口；第一、第二可调光衰减器81、82的输出端口分别连接光差分器10的第一、第二输入端口，光差分器10的输出端口即为该全光类噪混沌激光发生器的输出端口。
所述的光纤布拉格光栅9的中心波长与第一、第二光收发器21、22的输出波长偏差小于光纤布拉格光栅9反射带宽的一半。

Claims (2)

1.一种全光类噪混沌激光发生器，其特征在于：该发生器包括，第一、第二泵浦光控制器(11)、(12)，第一、第二光收发器(21)、(22)，第一、第二1×3光分束器(31)、(32)，第一、第二2×2光耦合器(41)、(42)，第一、第二光环形器(51)、(52)，光纤布拉格光栅(9)，第一、第二单模光纤(61)、(62)，第一、第二2×1光合波器(71)、(72)，第一、第二可调光衰减器(81)、(82)，光差分器(10)；
构成该全光类噪混沌激光发生器的各器件的连接如下：第一、第二泵浦光控制器(11)、(12)的输出端口分别连接第一、第二光收发器(21)、(22)的控制端口，第一、第二光收发器(21)、(22)的输出端口分别连接第一、第二1×3光分束器(31)、(32)的输入端口，第一、第二1×3光分束器(31)、(32)的第一分光端口分别连接第一、第二光环形器(52)、(52)的第一端口，第一、第二1×3光分束器(31)、(32)的第二分光端口分别连接第一、第二2×2光耦合器(41)、(42)的第一端口，第一、第二1×3光分束器(31)、(32)的第三分光端口分别连接第一、第二光可调衰减器(81)、(82)的输入端口；第一、第二光环形器(51)、(52)的第二端口分别连接光纤布拉格光栅(9)的一端，第一、第二光环形器(51)、(52)的第三端口分别连接第一、第二2×1光合波器(71)、(72)的第一端口，第一、第二2×2光耦合器(41)、(42)的第三端口分别连接第一、第二2×1光合波器(71)、(72)的第二端口，第一2×2光耦合器(41)的第二、第四端口经第一单模光纤(61)相连，第二2×2光耦合器(42)的第二、第四端口经第二单模光纤(62)相连；第一2×1光合波器(71)的合波端口连接第二光收发器(22)的输入端口，第二2×1光合波器(72)的合波端口连接第一光收发器(21)的输入端口；第一、第二光可调衰减器(81)、(82)的输出端口分别连接光差分器(10)的第一、第二输入端口，光差分器(10)的输出端口即为该全光类噪混沌激光发生器的输出端口。
2.根据权利要求1所述的一种全光类噪混沌激光发生器，其特征在于，所述的光纤布拉格光栅(9)的中心波长与第一、第二光收发器(21)、(22)的输出波长偏差小于光纤布拉格光栅(9)反射带宽的一半。
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