基于弱谐振腔法布里-珀罗激光器获取中心波长可调谐的带宽可控混沌信号的研究

论文摘要

半导体激光器因在光反馈,光注入或光电反馈等外部扰动下易于产生高维混沌信号而成为混沌保密通信系统理想的混沌信号源。然而通过这些扰动方式产生的光混沌信号带宽通常仅仅达到几GHz水平,这极大的限制了混沌保密通信的最大传输速率和通信容量。波分复用（WDM）技术的提出为通信系统容量的增加提供了可能。然而,目前报道的WDM混沌保密通信系统受限于波长可调谐的混沌信号源和系统成本而大多考虑两个信道的复用。因此,寻求一种中心波长可调谐、带宽可控的混沌载波源已经成为真正实现WDM混沌保密通信系统的必然要求。近年来,弱谐振腔法布里-珀罗半导体激光器（WRC-FPLD）因其具有较宽的增益谱范围和较小的模式间隔而被应用于WDM系统。因此,通过引入适当的外部扰动使WRC-FPLD输出中心波长可调谐的宽带混沌信号将对构建高速的WDM混沌保密通信系统具有重要的意义。基于此,本文提出了通过一个可调谐光纤布拉格光栅（FBG）外腔WRC-FPLD（定义为M-WRC-FPLD）输出混沌光,再将其单向注入到另一个WRC-FPLD（定义为S-WRC-FPLD）来获取中心波长可调谐、混沌带宽可控的混沌信号实验产生方案。通过调节注入强度和频率失谐来研究S-WRC-FPLD输出混沌信号带宽的影响。实验研究结果表明:通过改变可调谐光纤布拉格光栅（FBG）滤波器的中心波长以及反馈回路的反馈强度,主WRC-FPLD可输出中心波长位于1549.880 nm、1550.450nm、1551.040 nm的三个相邻模式的混沌信号,以此作为混沌光分别单向注入到S-WRC-FPLD中,可使S-WRC-FPLD输出的中心波长与注入混沌光的中心波长基本一致;给定注入强度,失谐频率从-25.0 GHz逐渐增加至25.0 GHz,三种注入情形下S-WRC-FPLD输出混沌信号带宽均呈现先逐渐增加,达到最大值后再逐渐减小的趋势,对三种不同的情形,带宽的最大值以及达到最大值所需的频率失谐略微有所不同,且在频率失谐数值相同情况下,正频率失谐时S-WRC-FPLD输出混沌信号带宽大于负失谐所对应的混沌信号带宽;给定频率失谐,随着注入功率的增加,S-WRC-FPLD输出混沌信号带宽经过一个快速增长达到极大值后,总体呈现下降趋势,在下降过程中伴随着波动。总之,通过选择合适的反馈和注入参量,该系统可得到中心波长在FBG波长范围内可调谐、带宽在10.0 GHz–30.0 GHz范围内可调的混沌信号。

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文章来源

类型: 硕士论文

作者: 刘林杰

导师: 夏光琼

关键词: 弱谐振腔法布里珀罗激光器,光纤布拉格光栅,混沌光注入,混沌带宽

来源: 西南大学

年度: 2019

分类: 基础科学,信息科技

专业: 物理学,物理学,无线电电子学

单位: 西南大学

分类号: TN248;O415.5

总页数: 53

文件大小: 3002K

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