[实用新型]一种基于光电反馈环形激光器的保密通信系统

说明书

技术领域

本实用新型涉及混沌同步通信领域，具体涉及一种基于光电反馈环形激光器的保密通信系统。

背景技术

人类对混沌同步通信的探索从未间断过，1990年Pecora和Carroll提出并验证了混沌同步方案，紧接着，1994年Colet和Roy就提出了光混沌同步通信的思想。随着研究的深入，半导体激光器(Semiconductor Lasers，SLs)因其具有高调制带宽以及与光纤系统的良好兼容性等优点而逐渐进入人们视野。随着时代的发展，更多种类的SLs相继问世。而基于SLs的混沌同步通信系统也被相继提出，从简单的单向混沌同步通信到单向双信道混沌通信，再到复杂的双向双信道混沌通信。

近年来，基于一种新型的半导体环形激光器(Semiconductor Ring Lasers，SRLs)的混沌保密通信备受人们的关注。与其他类型的SLs相比，SRLs它具有低阈值、小尺寸、高集成度、低功耗等独特的优势，并且SRLs内部是一个环形的谐振腔，腔内激光就不需要反射镜或者端面来提供反馈。因此，SRLs存在两个相反方向的输出模式，按顺时针方向旋转的称为顺时针(Clockwise，CW)模式，另一模式按逆时针方向旋转，称为逆时针(Counterclockwise，CCW)模式。但是由于SRLs响应带宽的限制，使得基于SRLs的混沌同步通信传输的信息速率很低，安全性也极低，以及延伸导致用户体验不佳。

发明内容

为解决现有半导体环形激光器的混沌同步通信传输的信息速率很低，安全性也极低，以及延伸导致的用户体验不佳等问题，本实用新型提出了一种基于光电反馈环形激光器的保密通信系统。

本实用新型提出的一种基于光电反馈环形激光器的保密通信系统，其特征在于，所述系统包括：光电反馈结构和光电注入结构；

所述光电反馈结构包括驱动半导体环形激光器(Driving Semiconductor Ring Laser，D-SRL)、信息发射端、光分束器(Beam Splitter,BS)、第一光电探测器(Photodetector，PD)、第一放大器、第一网络偏置器及第一直流输入端；所述D-SRL包括两个相反方向的输出模式：顺时针(Clockwise，CW)模式和逆时针(Counterclockwise，CCW)模式；其中，所述D-SRL和所述信息发射端与所述BS连接，所述PD分别与所述BS和所述第一放大器连接，所述第一网络偏置器分别与所述第一放大器、所述第一直流输入端及所述D-SRL连接，从而构成所述光电反馈结构；

所述光电注入结构包括第二PD、第二放大器、第二网络偏置器、第二直流输入端、响应半导体环形激光器(Responding Semiconductor Ring Laser，R-SRL)、第三PD、解调器及信息接收端；所述第二PD分别与所述光分束器、所述第二放大器及所述解调器连接；所述第二网络偏置器分别与所述第二放大器、所述第二直流输入端及所述R-SRL连接；所述第三PD分别与所述R-SRL和所述解调器连接；从而构成所述光电注入结构。

进一步，所述D-SRL和R-SRL为对称结构时可达到高质量的混沌同步；所述对称结构为反馈强度η_OE与注入强度δ相等、所述D-SRL的反馈延迟时间τ_OE和所述R-SRL的注入延迟时间τ_c相等；所述反馈强度η_OE为反馈回所述D-SRL的光场与输出光场之间的比值；所述注入强度δ为注入所述R-SRL光场与输出光场之间比值。

进一步的，所述反馈强度η_OE与注入强度δ相等且均介于1.045与1.155之间；所述D-SRL的反馈延迟时间τ_OE和所述R-SRL的注入延迟时间τ_c相等且均介于2.1ns与2.3ns之间。

进一步的，所述反馈强度η_OE与注入强度δ均为1.1；所述D-SRL的反馈延迟时间τ_OE和所述R-SRL的注入延迟时间τ_c均为2.2ns。

进一步的，所述R-SRL的个数为两个，通过所述D-SRL驱动所述两个R-SRL，使所述两个R-SRL达到高质量的等时同步，从而完成高速双向双信道混沌保密通信。