CN113472517B - 基于qcl双路高速自由空间混沌掩藏保密通信方法及装置 - Google Patents

基于qcl双路高速自由空间混沌掩藏保密通信方法及装置 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于QCL双路高速自由空间混沌掩藏保密通信方法及装置，属于自由空间光通信技术领域；提供一种自由空间高速中红外混沌激光保密通信方法的改进方案；技术方案为：在发射端搭建互耦合量子级联激光器系统，两发射激光器在波长失谐范围内产生双路不相关的宽带中红外混沌信号；两路中红外混沌信号分别单向强光注入令发射激光器与接收激光器同步，两接收激光器输出的中红外混沌激光为CR1(t),CR2(t)；在两发射端输出混沌载波中加入m1(t),m2(t)，消息m1(t),m2(t)被掩藏在混沌载波中，在两接收端利用接收激光器的混沌滤波作用，把消息解调出来，实现自由空间混沌激光保密通信。

Description

基于QCL双路高速自由空间混沌掩藏保密通信方法及装置
技术领域
本发明属于自由空间光通信技术领域，涉及自由空间中红外混沌掩藏保密通信的方法及装置；具体为一种基于QCL的双路高速自由空间混沌掩藏保密通信方法及装置。
背景技术
自由空间激光通信在地面战场、天地通信中具有重大的应用需求(InternationalJournal of Optics,Vol.2015,pp.1-7,2015)。与光纤通信及其他有线通信相比，自由空间激光通信具有灵活性强、高保密性、运行成本低、易于推广等优点。因此自由空间激光通信可广泛应用于国家电磁安全苛求或敏感行业、智能矿山、车联网、空天信息化等领域。作为保障信息安全的第一重防护，信息传输的安全性尤为重要。
混沌激光保密通信是近20年来发展起来的一种有望用于高速信息安全传输的保密通信技术，将信息掩藏到类噪声的宽带混沌光上，结合混沌同步的滤波特性实现信息解调的一种通信方式，能用于自由空间激光保密传输。目前，制约自由空间混沌光通信发展的瓶颈是缺少适合大气传输、受天气影响小的宽带混沌光源。现有近红外波段的混沌激光在自由空间传输时受大气传输损耗和天气的影响大，同步性被弱化无法实现混沌同步。而3-5μm,8-14μm波段的中红外激光处于大气传输窗口且大气衰减低，对大气扰动具有很高的耐受性，可以维持很高的同步性从而保证信息的解调质量。
因此，提出利用量子级联激光器作为自由空间混沌激光保密通信的光源。与普通半导体激光器相比，量子级联激光器不存在弛豫振荡，有望产生高宽带混沌信号。但目前仅存在利用光反馈量子级联激光产生的低频起伏信号作为混沌源进行单路通信的验证，实现了速率为0.5Mbit/s的单路通信传输，无法满足高速通信需求(Nature Communications,Vol.12,No.1,pp.1-8,2021.)。
发明内容
本发明克服了现有技术的不足，提出一种基于QCL双路高速自由空间混沌掩藏保密通信方法及装置。采用互耦合量子级联激光器产生的两路不相关的混沌信号作为混沌源，通过调控激光器失谐频率，可以产生宽带的混沌信号，可实现传输速率为Gbit/s的信息传输。
为了达到上述目的，本发明是通过如下技术方案实现的。
基于QCL双路高速自由空间混沌掩藏保密通信方法，包括以下步骤：
步骤一：通过两激光器互耦合产生宽带混沌信号CT1(t)，CT2(t)。
步骤二：分别将双路模拟信号加载到两信息加载激光器的电流上，获得中红外光信号m1(t)，m2(t)。
步骤三：通过单向强光注入令第一发射激光器与第一接收激光器混沌同步，第二发射激光器与第二接收激光器混沌同步，两支接收激光器输出的混沌激光分别为CR1(t)，CR2(t)。
步骤四：将中红外光信号m1(t)，m2(t)分别掩藏在混沌信号CT1(t)，CT2(t)中，通过在自由空间大气信道传输至两接收激光器，接收端利用混沌滤波解调消息，分别为m1’(t)＝CT1(t)+m1(t)-CR1(t)，m2’(t)＝CT2(t)+m2(t)-CR2(t)，实现双路自由空间混沌激光保密通信。
进一步的：所述步骤一中通过互耦合激光器产生宽带混沌激光CT1(t)，CT2(t)的具体步骤为：
第一发射激光器发出的光依次经第一聚焦透镜准直，第一分束镜分光，其中一部分光经过第一偏振片传输后到达第二分束镜，经过第二分束镜分出的光一部分经第二聚焦透镜后到达第二发射激光器，另一部分经过第一光隔离器后到达第二偏振片。
同时第二发射激光器发出的光依次经第二聚焦透镜准直，第二分束镜分光，其中一部分光经过第一偏振片传输后到达第一分束镜，经过第一分束镜分出的光一部分经第一聚焦透镜后到达第一发射激光器，另一部分经过第二光隔离器后到达第三偏振片。
通过调节第一偏振片的旋转角度和两发射激光器的温控设置，来调控两发射激光器注入光路的注入光强度和波长失谐，两发射激光器波长失谐范围在0.12nm～0.22nm，结合两发射激光器偏置电流及两激光器距离间隔的设置，最终产生不相关的双路宽带混沌激光CT1(t),CT2(t)。
进一步的：所述步骤二具体为：
将任意波形发生器输出的模拟信号直接加载到信息加载激光器的电流上，信息加载激光器输出的中红外光信号m1(t)作为加载的消息，通过聚焦透镜和分束镜传输后，光路重叠掩藏到混沌载波CT1(t)上，同样的方法将m2(t)掩藏到混沌载波CT2(t)上。
进一步的：所述步骤三具体为：
将第一发射激光器的宽带中红外混沌激光CT1(t)依次经第三分束镜、第五分束镜、第七分束镜和第五聚焦透镜传输后注入到第一接收激光器中，第一接收激光器与第一发射激光器参数一致，通过旋转第二偏振片实现强光注入，实现第一接收激光器与第一发射激光器同步输出混沌激光CR1(t)；同样的方法使第二接收激光器与第二发射激光器参数一致，第二发射激光器与第二接收激光器实现混沌同步输出混沌激光CR2(t)。
进一步的：所述步骤四具体为：
在第一路通信中，将携带消息的混沌载波信号CT1(t)+m1(t)经第五分束镜和第七聚焦透镜传输到第一量子阱红外探测器。
第一接收激光器输出的混沌激光CR1(t)，经第五聚焦透镜、第七分束镜和第九聚焦透镜传输到第三量子阱红外探测器。
在第一示波器处将携带消息的混沌载波CT1(t)+m1(t)与第一接收激光器产生的混沌光CR1(t)作差，解调得到掩藏的消息，得到的恢复信息为m1’(t)＝CT1(t)+m1(t)-CR1(t)，以相同的方法得到的恢复信息为m2’(t)＝CT2(t)+m2(t)-CR2(t)。
进一步的：所述中红外光信号m1(t)，m2(t)的幅度小于混沌光载波CT1(t),CT2(t)，便于消息可以很好地掩藏在混沌载波中，且电流调制速率即信号速率小于混沌载波80％能量带宽。
所述第一发射激光器与第一接收激光器具体采用参数一致的量子级联激光器且其内部无隔离器，第一发射激光器输出为CT1(t)，第一接收激光器输出为CR1(t)，两混沌信号同步性大于0.9；所述第二发射激光器与第二接收激光器具体采用参数一致的量子级联激光器且其内部无隔离器，第二发射激光器输出为CT2(t)，第二接收激光器输出为CR2(t)，两混沌信号同步性大于0.9。
所述第一发射激光器与第二发射激光器的波长失谐范围在0.12nm～0.22nm，两激光器互耦合输出不相关的混沌激光CT1(t)，CT2(t)。
两信息加载激光器采用量子级联激光器其且内置光隔离器。
一种基于QCL双路高速自由空间混沌掩藏保密通信的装置，包括第一、第二发射激光器和第一、第二接收激光器，还包括第一、二信息加载激光器，所述第一发射激光器发出的光依次经过第一聚焦透镜后经过第一分束镜分束，其中一部分光经过第一偏振片传输后到达第二分束镜，经过第二分束镜分出的光一部分经过第二聚焦透镜后注入第二发射激光器，同时第二发射激光器发出的光经过第二聚焦透镜后经过第二分束镜分束，经过第二分束镜分出的光一部分经过第一偏振片传输后到达第一分束镜，经过第一分束镜分出的光一部分经过第一聚焦透镜后注入第一发射激光器。
第一发射激光器作为第一路通信的发射激光器，第二发射激光器作为第二路通信的发射激光器；通过调节第一偏振片的旋转角度和两激光器温控，产生不相关的宽带混沌激光CT1(t),CT2(t)；第一路混沌激光CT1(t)依次经过第一光隔离器、第二偏振片后进入第三分束镜，同理第二路混沌激光CT2(t)依次经过第二光隔离器、第三偏振片后进入第四分束镜。
所述第一任意波形发生器输出的信号调制到第一信息加载激光器的电流上，将输出的中红外光信号通过第三聚焦透镜、第三分束镜传输后，与第二偏振片输出的第一路混沌激光CT1(t)重叠后依次经过第五分束镜、第七分束镜、第五聚焦透镜后进入第一接收激光器；同样的结构：第二信息加载激光器输出的中红外光信号与混沌载波CT2(t)重叠进入第二接收激光器。
第一路通信中将携带消息的混沌信号经第五分束镜、第七聚焦透镜传输至第一量子阱红外探测器，所述第一接收激光器输出的混沌同步信号经过第五聚焦透镜、第七分束镜、第九聚焦透镜后传输至第三量子阱红外探测器，将第一量子阱红外探测器带有消息的混沌信号、第三量子阱红外探测器的同步混沌信号同时输入第一示波器，所述第一示波器将输入的信息作差相减实现消息的解调，得到恢复信息m1’(t)；同样的结构，使第二示波器得到恢复信息m2’(t)。
进一步的，所述第一发射激光器和第一接收激光器采用参数一致的量子级联激光器且其内部无隔离器；第二发射激光器和第二接收激光器采用参数一致的量子级联激光器且其内部无隔离器；所述第一发射激光器与第二发射激光器波长失谐范围在0.12nm～0.22nm,两发射激光器互耦合输出不相关的混沌激光CT1(t)，CT2(t)；所述第一信息加载激光器和第二信息加载激光器采用参数一致的量子级联激光器其且内置光隔离器。
本发明相对于现有技术所产生的有益效果为：
1.中红外波段包含大气传输窗口3-5μm,8-14μm,且具有良好的大气传输特性，在大气传输中，与近红外波段相比传输损耗小且不易受天气的影响，可以维持很高的同步性从而保证信息的解调质量，因此可用于自由空间通信中。
2.利用互耦合装置作为混沌源，与光反馈结构相比可调控的参数较丰富，通过调控两支激光器的失谐频率，产生不相关的宽带中红外混沌信号，可满足高速信息传输的需求。
3.利用互耦合装置作为混沌源，能够同时实现双路通信。
附图说明
图1为本发明所述混沌掩藏保密通信装置的结构示意图；
图中：1a、1b为第一、第二发射激光器，2a、2b为第一、第二聚焦透镜，3a、3b为第一、第二分束镜，4为第一偏振片，5a、5b为第一、二光隔离器，6a、6b为第二、三偏振片，7a、7b为第一、第二任意波形发生器，8a、8b为第一、第二信息加载激光器，9a、9b为第三、第四聚焦透镜，10a、10b为第三、第四分束镜，11a、11b为第五、第六分束镜，12a、12b为第七、第八分束镜，13a、13b为第五、第六聚焦透镜，14a、14b为第一、第二接收激光器，15a、15b为第七、第八聚焦透镜，16a、16b为第九、第十聚焦透镜，17a、17b为第一、第二量子阱红外探测器，18a、18b为第三、第四量子阱红外探测器，19a、19b为第一、第二示波器。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，结合实施例和附图，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。下面结合实施例及附图详细说明本发明的技术方案，但保护范围不被此限制。
如图1所示，本发明一种基于QCL的双路高速自由空间混沌掩藏保密通信方法，包括如下步骤：
步骤一：通过互耦合激光器产生宽带混沌信号CT1(t),CT2(t)，对应图1中的①部分；
具体的，第一发射激光器1a(第一量子级联激光器)发出的光依次经第一聚焦透镜2a准直，第一分束镜3a分光，其中一部分光经过第一偏振片4传输后到达第二分束镜3b，经过第二分束镜3b分出的光一部分经第二聚焦透镜2b后到达第二发射激光器1b(第二量子级联激光器)，另一部分经过第一光隔离器5a后到达第二偏振片6a。
同时第二发射激光器1b发出的光依次经第二聚焦透镜2b准直，第二分束镜3b分光，其中一部分光经过第一偏振片4传输后到达第一分束镜3a，经过第一分束镜3a分出的光一部分经第一聚焦透镜2a后到达第一发射激光器1a，另一部分经过第二光隔离器5b后到达第三偏振片6b。
通过调节第一偏振片4的旋转角度和两发射激光器的温控设置，来调控两发射激光器注入光路的注入光强度和波长失谐，两发射激光器波长失谐范围在0.12nm～0.22nm，结合两发射激光器偏置电流及两激光器距离间隔的设置，最终产生不相关的双路宽带混沌激光CT1(t),CT2(t)。
步骤二：分别将双路模拟信号加载到两信息加载激光器的电流上，获得中红外光信号m1(t),m2(t)；
具体的：第一路通信中将第一任意波形发生器7a输出的模拟信号直接加载到第一信息加载激光器8a的电流上，第一信息加载激光器8a输出的中红外光信号m1(t)作为加载的消息，通过第三聚焦透镜9a和第三分束镜10a传输后，光路重叠掩藏到混沌载波CT1(t)上，对应图1中的③部分，同理②部分产生的中红外光信号m2(t)掩藏到混沌载波CT2(t)上。
步骤三：通过单向强光注入令第一发射激光器1a与接收激光器14a，第二发射激光器1b与接收激光器14b分别同步，两接收激光器输出的混沌激光分别为CR1(t),CR2(t)。
具体的是将第一发射激光器1a的宽带中红外混沌激光CT1(t)依次经第三分束镜10a、第五分束镜11a、第七分束镜12a和第五聚焦透镜13a传输后注入到第一接收激光器14a中，第一接收激光器14a与第一发射激光器1a参数一致，通过旋转第二偏振片6a实现强光注入，实现第一接收激光器14a与第一发射激光器1a同步输出混沌激光CR1(t)，对应图1中的第③部分，同理②部分采用同样的方法使第二接收激光器14b与第二发射激光器1b参数一致，第二发射激光器1b与第二接收激光器14b实现混沌同步输出混沌激光CR2(t)。
步骤四：将中红外光信号m1(t),m2(t)分别掩藏在混沌信号CT1(t),CT2(t)中，通过在自由空间大气信道传输至两接收激光器，接收端利用混沌滤波解调消息，分别为m1’(t)＝CT1(t)+m1(t)-CR1(t)，m2’(t)＝CT2(t)+m2(t)-CR2(t)，实现双路自由空间混沌激光保密通信，第一路信息的加载与解调对应于图1中的第③部分，第二路信息的加载与解调对应于图1中的第②部分。
具体的：在第一路通信中，将携带消息的混沌载波信号CT1(t)+m1(t)经第五分束镜11a和第七聚焦透镜15a传输到第一量子阱红外探测器17a。
第一接收激光器14a输出的混沌激光CR1(t)，经第五聚焦透镜13a、第七分束镜12a和第九聚焦透镜16a传输到第三量子阱红外探测器18a。
在第一示波器19a处将携带消息的混沌载波CT1(t)+m1(t)与第一接收激光器14a产生的混沌光CR1(t)作差，解调得到掩藏的消息，得到的恢复信息为m1’(t)＝CT1(t)+m1(t)-CR1(t)，对应图1中的第③部分，同理②部分以相同的方法得到的恢复信息为m2’(t)＝CT2(t)+m2(t)-CR2(t)。
一种双路高速自由空间混沌掩藏保密通信的产生装置，包括第一发射激光器1a与第一接收激光器14a，第二发射激光器1b与第二接收激光器14b，还包括第一信息加载激光器8a、第二信息加载激光器8b，所述第一发射激光器1a发出的光经过第一聚焦透镜2a后，经过第一分束镜3a分束，其中一部分光经过第一偏振片4传输后到达第二分束镜3b，经第二分束镜3b分出的光一部分经过第二聚焦透镜2b后注入第二发射激光器1b，另一部分光经过第一光隔离器5a到达第二偏振片6a，同时第二发射激光器1b发出的光经过第二聚焦透镜2b后经过第二分束镜3b分束，其中一部分光经过第一偏振片4传输后到达第一分束镜3a，经过第一分束镜3a分束的光一部分经过第一聚焦透镜2a后注入第一发射激光器1a，另一部分经过第二光隔离器5b，到达第三偏振片6b，通过调节第一偏振片4的旋转角度和两激光器失谐频率，产生的第一路宽带混沌激光CT1(t)后进入第三分束镜10a，同理第二路宽带混沌激光CT2(t)进入第四分束镜10b，对应于图1中的第①部分。
第一路通信中第一任意波形发生器7a输出的信号调制到第一信息加载激光器8a的电流上，将输出的中红外光信号m1(t)通过第三聚焦透镜9a、第三分束镜10a传输后，与第二偏振片6a输出的混沌激光光路CT1(t)重叠后依次经过第五分束镜11a、第七分束镜12a、第五聚焦透镜13a后进入第一接收激光器14a，同理第二路中红外光信号m2(t)与混沌激光光路CT2(t)重叠后进入第二接收激光器14b。
第一路通信中将携带消息的混沌信号经第五分束镜11a、第七聚焦透镜15a传输至第一量子阱红外探测器17a，所述第一接收激光器14a输出的混沌信号经过第五聚焦透镜13a、第七分束镜12a、第九聚焦透镜16a后传输至第三量子阱红外探测器18a，将第一量子阱红外探测器17a带有消息的混沌信号、第三量子阱红外探测器18a的同步混沌信号同时输入第一示波器19a，所述第一示波器19a将输入的信息作差相减实现消息的解调。同理第二示波器19b将输入的信息作差相减实现消息的解调，得到恢复信息m2’(t)。
第一发射激光器1a与第一接收激光器14a具体采用参数一致的量子级联激光器且其内部无隔离器，第一发射激光器1a输出为CT1(t)，第一接收激光器14a输出为CR1(t)，两混沌信号同步性大于0.9；第二发射激光器1b与第二接收激光器14b具体采用参数一致的量子级联激光器且其内部无隔离器，第二发射激光器1b输出为CT2(t)，第二接收激光器14b输出为CR2(t)，两混沌信号同步性大于0.9。
所述第一发射激光器1a与第二发射激光器1b的波长失谐范围在0.12nm～0.22nm,两激光器互耦合输出不相关的混沌激光CT1(t)，CT2(t)；
第一信息加载激光器8a、第二信息加载激光器8b具体采用量子级联激光器其且内置光隔离器。
两发射量子级联激光器，两接收量子级联激光器，两信息加载量子级联激光器波段均为4.5μm，聚焦透镜焦距为1.87mm，分束镜分光比为50R/50T，光隔离器波段为2.3-4.5μm，最小隔离度为30dB，偏振片为消光率大于104:1(1.5-5.0μm)的纳米粒子薄膜线性偏振片，任意波形发生器的信息生成速率为60Gbit/s，量子阱红外探测器响应带宽为26.5GHz，示波器带宽为36GHz。
中红外光信号m1(t),m2(t)的幅度分别小于混沌光载波CT1(t),CT2(t)，便于消息可以很好地掩藏在混沌载波中，且电流调制速率即信号速率小于混沌载波80％能量带宽
模拟信号由第一任意波形发生器7a、第二任意波形发生器7b产生。
本发明为了对消息进行有效掩藏和解调，需控制电流调制深度，保证中红外光信号m1(t),m2(t)幅度小于混沌光载波CT1(t),CT2(t)幅度，且电流调制速率即信号速率小于混沌载波80％能量带宽。同时需要控制经光隔离器输出的混沌激光和由接收激光器输出的混沌激光到达示波器的时间相同，经光隔离器输出的混沌激光和由接收激光器输出的混沌激光到达示波器的时间相同，其中到达时间通过发射激光器和接收激光器的光路长度除以光速进行计算可得，从而能够控制经光隔离器输出的混沌激光和由接收激光器输出的混沌激光到达示波器的时间相同。
本发明搭建适用于自由空间光保密通信的通信系统，利用互耦合量子级联激光器产生的双路不相关的中红外混沌光源作为保密通信光源，再利用单向强注入的方式，令两支响应激光器分别与上述不相关的混沌量子级联激光器同步输出。利用两支量子级联激光器作为信息加载激光器，采用混沌掩藏的方式，将信息掩藏于中红外混沌载波上。
关于本发明具体结构需要说明的是，本发明采用的各部件模块相互之间的连接关系是确定的、可实现的，除实施例中特殊说明的以外，其特定的连接关系可以带来相应的技术效果，并基于不依赖相应软件程序执行的前提下，解决本发明提出的技术问题，本发明中出现的部件、模块、具体元器件的型号、连接方式除具体说明的以外，均属于本领域技术人员在申请日前可以获取到的已公开专利、已公开的期刊论文、或公知常识等现有技术，无需赘述，使得本案提供的技术方案是清楚、完整、可实现的，并能根据该技术手段重现或获得相应的实体产品。

Claims (4)

1.基于QCL双路高速自由空间混沌掩藏保密通信方法，其特征在于：包括以下步骤：
步骤一：通过两激光器互耦合产生宽带混沌信号CT1(t)，CT2(t)；所述步骤一中通过互耦合激光器产生宽带混沌激光CT1(t)，CT2(t)的具体步骤为：
第一发射激光器（1a）发出的光依次经第一聚焦透镜（2a）准直，第一分束镜（3a）分光，其中一部分光经过第一偏振片（4）传输后到达第二分束镜（3b），经过第二分束镜（3b）分出的光一部分经第二聚焦透镜（2b）后到达第二发射激光器（1b），另一部分经过第一光隔离器（5a）后到达第二偏振片（6a）；
同时第二发射激光器（1b）发出的光依次经第二聚焦透镜（2b）准直，第二分束镜（3b）分光，其中一部分光经过第一偏振片（4）传输后到达第一分束镜（3a），经过第一分束镜（3a）分出的光一部分经第一聚焦透镜（2a）后到达第一发射激光器（1a），另一部分经过第二光隔离器（5b）后到达第三偏振片（6b）；
通过调节第一偏振片（4）的旋转角度和两发射激光器的温控设置，来调控两发射激光器注入光路的注入光强度和波长失谐，两发射激光器波长失谐范围在0.12nm~0.22nm，结合两发射激光器偏置电流及两激光器距离间隔的设置，最终产生不相关的双路宽带混沌激光CT1(t),CT2(t)；
步骤二：分别将双路模拟信号加载到两信息加载激光器的电流上，获得中红外光信号m1(t)，m2(t)；即将任意波形发生器输出的模拟信号直接加载到信息加载激光器的电流上，信息加载激光器输出的中红外光信号 m1(t)作为加载的消息，通过聚焦透镜和分束镜传输后，光路重叠掩藏到混沌载波 CT1(t)上，同样的方法将m2(t)掩藏到混沌载波CT2(t)上；
步骤三：通过单向强光注入令第一发射激光器（1a）与第一接收激光器（14a）混沌同步，第二发射激光器（1b）与第二接收激光器（14b）混沌同步，两支接收激光器输出的混沌激光分别为 CR1(t)，CR2(t)；即：将第一发射激光器（1a）的宽带中红外混沌激光CT1(t)依次经第三分束镜（10a）、第五分束镜（11a）、第七分束镜（12a）和第五聚焦透镜（13a）传输后注入到第一接收激光器（14a）中，第一接收激光器（14a）与第一发射激光器（1a）参数一致，通过旋转第二偏振片（6a）实现强光注入，实现第一接收激光器（14a）与第一发射激光器（1a）同步输出混沌激光CR1(t)；同样的方法使第二接收激光器（14b）与第二发射激光器（1b）参数一致，第二发射激光器（1b）与第二接收激光器（14b）实现混沌同步输出混沌激光CR2(t)；
步骤四：将中红外光信号m1(t)，m2(t)分别掩藏在混沌信号CT1(t)，CT2(t)中，通过在自由空间大气信道传输至两接收激光器，接收端利用混沌滤波解调消息，分别为m1’(t)= CT1(t)+ m1(t)- CR1(t)，m2’(t)= CT2(t)+ m2(t)- CR2(t)，实现双路自由空间混沌激光保密通信；即：在第一路通信中，将携带消息的混沌载波信号 CT1(t)+ m1(t)经第五分束镜（11a）和第七聚焦透镜（15a）传输到第一量子阱红外探测器（17a）；
第一接收激光器（14a）输出的混沌激光CR1(t)，经第五聚焦透镜（13a）、第七分束镜（12a）和第九聚焦透镜（16a）传输到第三量子阱红外探测器（18a）；
在第一示波器（19a）处将携带消息的混沌载波CT1(t)+ m1(t)与第一接收激光器（14a）产生的混沌光CR1(t)作差，解调得到掩藏的消息，得到的恢复信息为 m1’(t)= CT1(t)+ m1(t)- CR1(t)，以相同的方法得到的恢复信息为 m2’(t)= CT2(t)+ m2(t)- CR2(t)。
2.根据权利要求1所述的基于QCL双路高速自由空间混沌掩藏保密通信方法，其特征在于：所述中红外光信号 m1(t)，m2(t)的幅度小于混沌光载波 CT1(t), CT2(t)，便于消息可以很好地掩藏在混沌载波中，且电流调制速率即信号速率小于混沌载波 80 %能量带宽；
所述第一发射激光器（1a）与第一接收激光器（14a）具体采用参数一致的量子级联激光器且其内部无隔离器，第一发射激光器（1a）输出为CT1(t)，第一接收激光器（14a）输出为CR1(t)，两混沌信号同步性大于0.9；所述第二发射激光器（1b）与第二接收激光器（14b）具体采用参数一致的量子级联激光器且其内部无隔离器，第二发射激光器（1b）输出为CT2(t)，第二接收激光器（14b）输出为CR2(t)，两混沌信号同步性大于0.9；
所述第一发射激光器（1a）与第二发射激光器（1b）的波长失谐范围在0.12nm~0.22nm，两激光器互耦合输出不相关的混沌激光CT1(t)，CT2(t)；
两信息加载激光器采用量子级联激光器其且内置光隔离器。
3.一种用于如权利要求1或2所述方法的基于QCL双路高速自由空间混沌掩藏保密通信的装置，包括第一、第二发射激光器（1a,1b）和第一、第二接收激光器（14a,14b），其特征在于：还包括第一、二信息加载激光器（8a，8b），所述第一发射激光器（1a）发出的光依次经过第一聚焦透镜（2a）后经过第一分束镜（3a）分束，其中一部分光经过第一偏振片（4）传输后到达第二分束镜（3b），经过第二分束镜（3b）分出的光一部分经过第二聚焦透镜（2b）后注入第二发射激光器（1b），同时第二发射激光器（1b）发出的光经过第二聚焦透镜（2b）后经过第二分束镜（3b）分束，经过第二分束镜（3b）分出的光一部分经过第一偏振片（4）传输后到达第一分束镜（3a），经过第一分束镜（3a）分出的光一部分经过第一聚焦透镜（2a）后注入第一发射激光器（1a）；
第一发射激光器（1a）作为第一路通信的发射激光器，第二发射激光器（1b）作为第二路通信的发射激光器；通过调节第一偏振片（4）的旋转角度和两激光器温控，产生不相关的宽带混沌激光CT1(t) ,CT2(t)；第一路混沌激光CT1(t)依次经过第一光隔离器（5a）、第二偏振片（6a）后进入第三分束镜（10a），同理第二路混沌激光CT2(t)依次经过第二光隔离器（5b）、第三偏振片（6b）后进入第四分束镜（10b）；
第一任意波形发生器（7a）输出的信号调制到第一信息加载激光器（8a）的电流上，将输出的中红外光信号通过第三聚焦透镜（9a）、第三分束镜（10a）传输后，与第二偏振片（6a）输出的第一路混沌激光CT1(t)重叠后依次经过第五分束镜（11a）、第七分束镜（12a）、第五聚焦透镜（13a）后进入第一接收激光器（14a）；同样的结构：第二信息加载激光器（8b）输出的中红外光信号与混沌载波CT2(t)重叠进入第二接收激光器（14b）；
第一路通信中将携带消息的混沌信号经第五分束镜（11a）、第七聚焦透镜（15a）传输至第一量子阱红外探测器（17a），所述第一接收激光器（14a）输出的混沌同步信号经过第五聚焦透镜（13a）、第七分束镜（12a）、第九聚焦透镜（16a）后传输至第三量子阱红外探测器（18a），将第一量子阱红外探测器（17a）带有消息的混沌信号、第三量子阱红外探测器（18a）的同步混沌信号同时输入第一示波器（19a），所述第一示波器（19a）将输入的信息作差相减实现消息的解调，得到恢复信息m1’(t)；同样的结构，使第二示波器（19b）得到恢复信息m2’(t)。
4.根据权利要求3所述的基于QCL双路高速自由空间混沌掩藏保密通信的装置，其特征在于，所述第一发射激光器（1a）和第一接收激光器（14a）采用参数一致的量子级联激光器且其内部无隔离器；第二发射激光器（1b）和第二接收激光器（14b）采用参数一致的量子级联激光器且其内部无隔离器；所述第一发射激光器（1a）与第二发射激光器（1b）波长失谐范围在0.12nm~0.22nm,两发射激光器互耦合输出不相关的混沌激光CT1(t)，CT2(t)；所述第一信息加载激光器（8a）和第二信息加载激光器（8b）采用参数一致的量子级联激光器其且内置光隔离器。
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