[发明专利]具有偏振旋转以及相位和强度混沌的双向安全通信系统

说明书

本发明涉及具有偏振旋转以及相位和强度混沌的双向安全通信系统，包括双向通信的第一端和第二端；第一端包括依次连接的反射镜、相位调制器、偏振分束器、半波片、垂直表面激光器、第一分束器、环形器、相位调制器、第二分束器和环形器；偏振分束器还依次通过光电检测器、放大器连接至相位调制器；第一分束器还分别与另两个光电检测器连接；第二分束器还依次通过干涉仪、第四光电检测器、第二放大器连接至另一相位调制器，以进行相位调制；第二端与第一端的结构相同，第一端与第二端通过半波片连接。本发明通过光电反馈增强光信号的强度混沌，并利用半波片旋转光信号的偏振方向，提高信号传输的复杂度，增加混沌双向通信的保密性。

技术领域

本发明属于光信息技术领域，具体涉及一种具有偏振旋转以及相位和强度混沌的双向安全通信系统。

背景技术

混沌是一种确定的类随机过程，这样混沌在保密通信、图像加密以及信号检测等方面都有着广阔的前景。在一个利用混沌载波进行传输的安全通信系统中，常常使用半导体激光器(semiconductor laser，SL)相互耦合增加其自由度来产生混沌信号，在过去的几年中双向耦合半导体激光器已经有许多成功地应用。相对于传统的边缘发射激光器，垂直腔面发射激光器(VCSEL)具有许多优点，如低阈值电流、低成本、圆形输出光束分布以及易于大规模集成等。

混沌同步是混沌通信的关键技术，要实现混沌同步，发射机和接收机的参数必须一致，而时间延迟也是接收和发射端的关键参数，如何隐藏，不让窃听者窃取，是实现混沌保密通信的关键。

发明内容

基于现有技术中存在的不足，本发明提供一种具有偏振旋转以及相位和强度混沌的双向安全通信系统。

为了达到上述发明目的，本发明采用以下技术方案：

具有偏振旋转以及相位和强度混沌的双向安全通信系统，包括双向通信的第一端和第二端；

所述第一端包括依次连接的第一反射镜、第一相位调制器、第一偏振分束器、第一半波片、第一垂直表面激光器、第一分束器、第一环形器、第二相位调制器、第二分束器和第二环形器；其中，第一偏振分束器还依次通过第一光电检测器、第一放大器连接至第一相位调制器；第一分束器还分别与第二光电检测器、第三光电检测器连接；第二分束器还依次通过第一干涉仪、第四光电检测器、第二放大器连接至第二相位调制器，以进行相位调制；

所述第二端包括依次连接的第二反射镜、第三相位调制器、第二偏振分束器、第二半波片、第二垂直表面激光器、第三分束器、第三环形器、第四相位调制器、第四分束器、第四环形器；其中，第二偏振分束器还依次通过第五光电检测器、第三放大器连接至第三相位调制器；第三分束器还分别与第六光电检测器、第七光电检测器连接；第四分束器还依次通过第二干涉仪、第八光电检测器、第四放大器连接至第四相位调制器，以进行相位调制；

所述第一端的第二环形器与第二端的第四环形器通过第三半波片连接。

作为优选方案，两路信号分别通过调制第一垂直表面激光器和第二垂直表面激光器的偏置电流，以加密至对应的激光器的混沌信号中。

作为优选方案，所述第一偏振分束器、第二偏振分束器、第一分束器、第二分束器、第三分束器和第四分束器的分束比均为1：1。

作为优选方案，所述第一垂直表面激光器和第二垂直表面激光器的阈值电流均为32.3mA。

作为优选方案，所述第一垂直表面激光器和第二垂直表面激光器的透明载流子数均为1.25×10⁸，载流子衰减速率均为0.65ns^-1。

作为优选方案，所述第一垂直表面激光器与第二垂直表面激光器之间的传输延时为5ns。

作为优选方案，所述第一垂直表面激光器与第二垂直表面激光器的反馈延时均为2.5ns。