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基于Si_(3)N_(4)微环混沌光频梳的Tbit/s并行实时物理随机数方案

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物理学报 2024年第8期73卷 123-130页

作者：王永博唐曦赵乐涵 #张鑫邓进吴正茂杨俊波周恒吴加贵夏光琼西南大学物理科学与技术学院重庆400715 西南大学微纳结构光电子学重庆市重点实验室重庆400715 电子科技大学光纤传感与通信教育部重点实验室成都610097 国防科技大学物质与材料科学实验中心长沙410073

本文结合片上Si_(3)N_(4)超高Q微环的混沌光频梳和高速现场可编程门阵列,提出并实验验证了一种超高速的并行实时物理随机数方案.结果表明,Si_(3)N_(4)超高Q微环实验得到的光频梳齿包含数百个信道,通过调节Si_(3)N_(4)微环的工作状态使... 详细信息

本文结合片上Si_(3)N_(4)超高Q微环的混沌光频梳和高速现场可编程门阵列,提出并实验验证了一种超高速的并行实时物理随机数方案.结果表明,Si_(3)N_(4)超高Q微环实验得到的光频梳齿包含数百个信道,通过调节Si_(3)N_(4)微环的工作状态使其处于光学混沌态,从而成为性能优良的物理熵源.采用现场可编程门阵列(FPGA)板载的多位模数转换器,对滤波后频梳的光混沌信号进行离散采样量化,生成8位二进制比特流.对该比特流进行实时的自延迟异或处理,并保留4位最低有效位,实验最终实现了单信道实时速率达5 Gbits/s的合格物理随机比特流.结合实验中数目达294的混沌光频梳齿,本方案的并行实时随机数的吞吐量可望达到1.74 Tbits/s.这些结果可为实时物理随机数源提供集成、超高速的新可选方案.

关键词：物理随机数实时混沌光频梳现场可编程门阵列

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基于互耦半导体激光器的混沌网状网络的同步与通信

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中国激光 2013年第12期40卷 18-24页

作者：潘兴茂吴正茂唐曦夏光琼西南大学物理科学与技术学院重庆400715

提出了一个由四个半导体激光器通过相互耦合构成的混沌网状网络系统,研究了这种拓扑结构下各激光器的动力学行为、任意两个激光器之间的混沌同步特性以及参数失配对同步性能的影响,并对该系统的保密通信性能进行了分析。理论仿真结果表... 详细信息

提出了一个由四个半导体激光器通过相互耦合构成的混沌网状网络系统,研究了这种拓扑结构下各激光器的动力学行为、任意两个激光器之间的混沌同步特性以及参数失配对同步性能的影响,并对该系统的保密通信性能进行了分析。理论仿真结果表明,网状网络系统中各激光器在合适的相互耦合条件下均可呈现混沌输出,四个激光器输出的混沌信号可达到整体同步(即所有混沌信号之间都同步)或部分同步。基于该网络的混沌同步,可实现多用户之间信息的双向保密传输。

关键词：激光技术半导体激光器互耦网状网络混沌保密通信

非共振条件下高斯光束斜入射法布里—珀罗干涉仪的透射特性

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光学技术 2004年第1期30卷 24-26,29页

作者：夏光琼吴正茂西南师范大学物理系重庆400715

基于多光束干涉原理,研究了当高斯光束的载波频率与法布里—珀罗(F P)干涉仪的谐振频率存在偏差(即非共振)时,高斯光束斜入射F P干涉仪的透射特性。结果表明,与共振情况相比,非共振条件下透射光束的峰值强度及其所对应的位置、以及光斑... 详细信息

基于多光束干涉原理,研究了当高斯光束的载波频率与法布里—珀罗(F P)干涉仪的谐振频率存在偏差(即非共振)时,高斯光束斜入射F P干涉仪的透射特性。结果表明,与共振情况相比,非共振条件下透射光束的峰值强度及其所对应的位置、以及光斑的大小随入射角的变化都发生了显著的改变。

关键词：法布里-珀罗干涉仪高斯光束斜入射非共振透射特性

基于双光反馈垂直腔面发射激光器的双信道混沌同步通信

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物理学报 2013年第16期62卷 194-201页

作者：邓伟夏光琼吴正茂西南大学物理科学与技术学院重庆400715

利用双光反馈垂直腔面发射半导体激光器(VCSELs)两个正交偏振模式输出的两个混沌信号作为混沌载波,构建了一个双信道的混沌保密通信系统,并对该系统的通信性能进行了数值仿真研究.研究结果表明:通过合理的选取反馈参量,双光反馈VCSELs... 详细信息

利用双光反馈垂直腔面发射半导体激光器(VCSELs)两个正交偏振模式输出的两个混沌信号作为混沌载波,构建了一个双信道的混沌保密通信系统,并对该系统的通信性能进行了数值仿真研究.研究结果表明:通过合理的选取反馈参量,双光反馈VCSELs两个偏振模式输出的混沌信号能很好地隐藏外腔反馈延时特性;双光反馈VCSEL两个偏振模式输出的混沌信号通过偏振保持注入到接收VCSEL中,在强注入锁定条件下可以实现很好的混沌同步,同步性能对频率失谐的容忍性随着注入强度的增加而加强;在附加混沌调制加密方式下,500Mbit/s的信号在传输过程中能够得到很好的隐藏,同时在接收端可以成功解调;随着通信速率的增加,Q因子呈现下降的趋势,但对于6Gbit/s的信息,Q因子仍大于6.

关键词：垂直腔面发射激光器双光反馈双信道混沌通信

利用射线追踪法研究超短外腔半导体激光器的输出特性

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物理学报 2007年第11期56卷 6457-6462页

作者：吴加贵吴正茂夏光琼西南大学物理学院重庆400715

基于射线追踪法,推导了外腔半导体激光器的连续输出谱的隐函表达式.在此基础上,结合载流子速率方程,对超短外腔半导体激光器的输出谱及P-I特性进行了研究.结果表明:当外腔长度发生波长量级的变化时,超短外腔激光器的P-I特性将发生显著变... 详细信息

基于射线追踪法,推导了外腔半导体激光器的连续输出谱的隐函表达式.在此基础上,结合载流子速率方程,对超短外腔半导体激光器的输出谱及P-I特性进行了研究.结果表明:当外腔长度发生波长量级的变化时,超短外腔激光器的P-I特性将发生显著变化;随着外腔长度的变化,超短外腔激光器的激射波长在10nm范围内呈周期性跳变,当外腔长度介于40μm—70μm范围内,激射波长跳变范围最大.理论模拟结果与实验报道结果符合.

关键词：超短外腔半导体激光器射线法输出谱

光纤光栅半导体激光器激射波长与Bragg波长的偏离

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光电工程 2003年第3期30卷 20-22页

作者：夏光琼吴正茂陈建国西南师范大学物理系四川大学光电系四川成都610064 四川大学光电系

利用包含光纤布拉格光栅(FBG)反射率分布的光纤光栅外腔半导体激光器(FGSL)的理论模型,对FGSL 的激射波长进行了研究。结果表明激射波长并不一定在FBG布拉格反射波长处;布拉格反射波长相对于激射波长的偏移量与FBG的反射率分布、半导... 详细信息

利用包含光纤布拉格光栅(FBG)反射率分布的光纤光栅外腔半导体激光器(FGSL)的理论模型,对FGSL 的激射波长进行了研究。结果表明激射波长并不一定在FBG布拉格反射波长处;布拉格反射波长相对于激射波长的偏移量与FBG的反射率分布、半导体增益介质的增益谱分布及增益峰值波长有关;激射波长可大于或小于布拉格反射波长。

关键词：光纤布拉格光栅半导体激光器放射波长反射波长

光脉冲在半导体光放大器中传输理论模型的改进

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光电工程 2003年第1期30卷 8-10页

作者：吴正茂夏光琼陈建国西南师范大学物理系四川大学光电系四川成都610064 四川大学光电系

阐明了在研究半导体光放大器对光脉冲放大这一动态过程中通常采用常数载流子寿命近似这一处理方法是不合理的。通过考虑放大器中载流子的实际复合机制,数值模拟了脉冲数据流通过放大器后脉冲的时域分布,并与采用常数载流子寿命近似所... 详细信息

阐明了在研究半导体光放大器对光脉冲放大这一动态过程中通常采用常数载流子寿命近似这一处理方法是不合理的。通过考虑放大器中载流子的实际复合机制,数值模拟了脉冲数据流通过放大器后脉冲的时域分布,并与采用常数载流子寿命近似所得的结果进行了比较。结果表明,二者具有明显的差异。

关键词：光脉冲半导体光放大器传输理论模型载流子复合率光纤通信

基于混沌信号非相干光注入下两半导体激光器间的双向混沌通信

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物理学报 2012年第22期61卷 242-247页

作者：魏月樊利夏光琼陈于淋吴正茂西南大学物理科学与技术学院重庆400715

提出了基于同时受到一个驱动混沌信号非相干光注入的两个响应半导体激光器之间的混沌同步以实现双向保密通信的系统方案,并对系统的混沌同步特性以及两个响应激光器之间的内部参数失配对同步特性的影响进行了研究.研究结果表明:通过选... 详细信息

提出了基于同时受到一个驱动混沌信号非相干光注入的两个响应半导体激光器之间的混沌同步以实现双向保密通信的系统方案,并对系统的混沌同步特性以及两个响应激光器之间的内部参数失配对同步特性的影响进行了研究.研究结果表明:通过选取合适的系统参量,可以实现响应激光器与驱动激光器之间同步系数较小而两响应激光器之间达到高质量混沌同步;两响应激光器之间的内部参数失配对它们之间的同步性能虽然有一定的影响,但影响比较小.另外,本文还对两个2Gbit/s的信息在该系统中双向传输时的隐藏和解调效果以及系统的安全性进行了分析.

关键词：半导体激光器非相干光注入混沌同步参数失配

考虑光纤光栅反射率分布的外腔半导体激光器的理论模型

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中国激光 2002年第4期29卷 301-303页

作者：夏光琼吴正茂陈建国西南师范大学物理系四川大学光电系四川成都610064 四川大学光电系

提出了等效腔近似下 ,包含光纤光栅反射率分布的光纤光栅外腔半导体激光器 (FGECL)的理论模型。数值分析表明 ,用该模型所得到的模式抑制比 (MSR)明显小于把光纤光栅反射率当成点函数 (即只在某一波长处有反射率 ,其余波长处反射率为 0 ... 详细信息

提出了等效腔近似下 ,包含光纤光栅反射率分布的光纤光栅外腔半导体激光器 (FGECL)的理论模型。数值分析表明 ,用该模型所得到的模式抑制比 (MSR)明显小于把光纤光栅反射率当成点函数 (即只在某一波长处有反射率 ,其余波长处反射率为 0 )来处理时所得到的模式抑制比。

关键词：理论模型光纤光栅外腔半导体激光器反射率分布模式抑制比