利用半导体激光器环产生宽带平坦混沌信号的方法

摘要

利用带外光反馈的半导体激光器产生混沌信号已经被广泛研究。它被应用于混沌雷达,相关光时域反射计,随机数发生器等领域。由于混沌激光器的带宽对以上应用有重要意义,故本文提出了一种增强半导体激光器混沌带宽的方法,内如如下:
　　1.提出利用两个半导体激光器进行互注入产生宽带混沌信号的方案。数值分析表明:这种方案可以通过不同的频率失谐,产生带宽可调的宽带混沌信号。在概念性实验中,具有高带宽的宽带混沌信号得以产生。其带宽超过30GHz,此结果与数值模拟结果一致。
　　2.在互注入结构的基础上,第三个半导体激光器被引入,进一步形成环形结构。在实验中,不同频率下的震荡信号在激光器环中被放大,并产生了43GHz的平坦宽带混沌信号。在进一步研究中,我们指出了光纤环对信号放大的饱和作用——这点是产生宽带混沌信号的关键。
　　3.在第四章中,利用半导体激光器环产生可调超宽带信号的方法被提出。通过调整LD1注入光的强度,可以使激光器环的输出状态在两种状态间切换:产生43GHz宽带信号的状态和产生满足美国联邦通信委员会标准超宽带车载雷达信号的状态。产生的超宽带信号中心频率可调。最后,本文对研究结果进行了总结,并对未来可能实施的研究内容进行了讨论。

目录

摘要

ABSTRACT

Ⅰ.Introduction

1.1 Dynamics of chaotic semiconductor laser diode

1.2 method of enhancing bandwidth

1.2.1 Bandwidth-enhanced chaos with strong optical injection

1.2.1 Bandwidth-enhanced chaos with strong optical injection

1.2.3 Broadband chaotic laser with opto-electronic oscillator

1.3 Thesis outline

Ⅱ.Bandwidh enhanced chaos with mutual injection

2.1 Theoretical mode and simulation results

2.2 Simulation results

2.3 Experimental results

2.3.1 Experimental Setup

2.3.2 Experimental results

2.3.3 Discussion

2.4 Conclusion

Ⅲ.Generation of 43GHz flat broadband chaotic signal

3.1 Concept-proof experiment

3.1.1 Experimental Setup

3.1.2 Experiment results

3.2 principle explanation

3.2.1 Generation of high frequency oscillation

3.2.2 Oscillation charateristics

3.3 Discussion

3.4 Conclusion

Ⅳ.UWB signal generation

4.1 Experimental setup

4.2 UWB Generation

4.3. Discussion and conclusion

Ⅴ.Sum-up and expectation

Reference

Acknowledgement

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