单向耦合半导体激光器之间的混沌同步研究

研究了单向耦合半导体激光器之间的混沌同步。通过计算两个单向耦合的半导体激光器模型的Lyapunov指数,确定了耦合强度的取值范围。进一步设计了耦合控制器,使响应系统的状态变量精确同步于驱动系统。仿真模拟结果表明,该方法可快速有效地实现半导体激光器的混沌同步。     

单参数统一混沌系统的自适应控制同步

研究了单参数统一混沌系统的同步问题,提出了参数自适应控制同步方法;通过构造适当的控制函数和设计参数的自适应控制律,实现了两个不同参数的统一混沌系统的同步;根据Lyapunov稳定性定理,导出了两不同参数混沌系统能实现同步的充分条件,无论驱动系统处于何种状态,该方法都可使响应系统按照驱动系统给定的轨道演化。数值仿真表明了该方法的有效性。     

半导体激光器的混沌驱动同步

利用混沌驱动同步法研究了在电流调制下的半导体激光器的混沌同步。首先数值计算了系统最大Lyapunov指数随调制强度的变化情况,确定了激光器处于混沌态的参数区间。然后分别实现了同地激光器系统和异地激光器系统的混沌驱动同步。响应激光器间相关系数的数值计算表明,两种激光器系统均能达到很好的混沌同步。以三个响应激光器为例,将响应系统推广到多个激光器,并且实现了两种激光器系统的混沌同步。     

基于状态观测器的超混沌同步方法研究

研究超混沌系统同步问题,指出现有超混沌同步方法存在的缺点,及基于状态观测器的超混沌同步方法,并且应用于单向耦合蔡氏电路构成的超混沌系统同步设计.     

多变量耦合实现双环掺铒光纤激光器混沌同步

根据双环掺铒光纤激光器的理论模型,提出多变量单向耦合法实现混沌同步,对主从系统模型进行数学推导,研究不同参数条件下双环掺铒光纤激光器的混沌同步,得到实现混沌同步的条件,并在Simulink平台下动态仿真。结果表明,衰减系数不同的两个双环掺铒光纤激光器,主激光器通过定向耦合器驱动从激光器,主从系统可以实现精确混沌同步,且随着反馈强度的增大,实现系统混沌同步的时间越短,反馈强度的取值范围由衰减系数和耦合系数确定;选取不同的系统初值,主从系统可实现混沌同步,系统初值对达到混沌同步时间的影响可忽略不计;在主从系统中引入随机高斯噪声,主从系统仍可实现较好的混沌同步。     

声光双稳态系统周期驱动混沌保密通信

通过对声光双稳态系统进行周期驱动，调节驱动强度可使系统从周期态转变为混沌态。本文提出利用此混沌系统进行保密通信，我们先在系统处于周期态时使接收和发送端的两个声光双稳态系统同步，再改变驱动信号强度，使两系统同时进入混沌态，从而使得两个混沌系统具有相同的初始条件和参数，即得到两个同步混沌相同，在混沌同步的基础上实现混沌保密通信。     

时空混沌流扩频

针对计算机网络中的保密通信，充分利用时空混沌序列复杂度高、伪随机性好的特点，将时空混沌直接扩频通信与流密码技术相结合，提出时空混沌流扩频通信方案。以单向耦合映象格子时空混沌系统模型为基础，采用驱动-响应同步方法达到时空混沌同步，使用长周期的时空混沌二值序列作为会话密钥对明文信息进行扩频(加／解密)。这种通信方式具有很高的安全性。     

一种超混沌混合保密通信方案

本文将超混沌系统单变量单向耦合同步方法与两信道保密通信方案相结合，给出了一种双信道超混沌混合保密通信方案。发送端利用超混沌振荡器的一个或多个状态产生混沌密钥和遮掩信号，对信息信号先加密再遮掩，获得加密信号后使用一个信道传输；利用另一信道传输实现超混沌系统同步的单变量同步信号。接收端基于单变量单向耦合同步方法获得解密同步信号，实现信息信号高信噪比恢复。仿真结果表明了方案的有效性。     

混沌同步方法的研究

对驱动响应、耦合同步、反馈微扰、自适应同步和脉冲同步等5种同步方法在仿真的基础上进行了比较,介绍了主被动同步方法和高阶级联混沌系统的同步,并阐述了混沌同步与混沌通信的关系.     

受激喇曼散射系统构成星型网络的耦合混沌同步

提出了一种实现星型单向激光网络耦合的混沌同步方法。通过适当分离配置各系统的线性项,将其余项作为各节点间的相互耦合函数,研究以四个受激拉曼散射系统构成星型单向激光网络的同步方法。基于Lyapunov定理,构造适当的Lyapunov函数从而实现复杂网络的完全同步。进一步仿真模拟验证了理论分析结果的正确性。     

双环掺铒光纤激光器混沌相移控制方法研究

提出双环单模掺铒光纤激光器激光混沌相移控制方法以及物理模型，数值计算出该激光器的最大李亚谱诺夫(lyapunov)指数，分析了光耦合器耦合系数对激光由分岔进入混沌的动力学行为的影响。说明了相移控制器是通过控制电光相位调制器外调制电压来控制相移，从而实现控制激光光场相位以控制偏振耦合效应，最终实现了控制激光混沌动力学行为；单相移混沌控制方法能实时、动态、有效地控制激光混沌到稳定态和周期态；双相移混沌控制方法则可以灵活改变两个相移控制器的相位，也能实时、动态、有效地控制激光混沌到稳定态和周期态，并能进一步产生多种丰富的激光动力学行为现象。     

双环掺铒光纤激光器混沌的耦合反馈相移控制

提出了双环掺铒光纤激光器混沌耦合反馈相移控制方法和物理模型,利用耦合器将系统的输出量反馈到系统中,选取适当的反馈系数,并在反馈通道上加入相移控制器PC控制反馈光的相移,通过对反馈系数和反馈光相移的控制可以实时、动态、有效地控制激光混沌到稳定态和周期态;结合混沌耦合反馈相移控制方法和物理模型,建立了该控制模型的动力学方程;运用数值计算分析了系统输出状态随着控制参数变化的演化规律,表明控制参数反馈系数和反馈光相移的变化可以使系统的输出产生丰富的具有一定规律性的激光动力学现象;最后讨论了混沌被控制到单周期态时系统输出的振荡周期的变化规律与控制量的关系,在选取适当的控制参数,快速达到所需输出状态时,可以充分利用这一关系。     

双区半导体激光器的超混沌及同步

基于双区半导体激光器的速率方程,研究了双区半导体激光器的超混沌现象,给出了双区半导体激光器产生超混沌的条件;利用驱动-响应法实现了双区半导体激光器的超混沌同步,通过计算激光系统最大条件李亚谱诺夫指数随注入强度的变化,得到实现超混沌同步的注入参量的取值范围.     

基于M型非线性反馈控制的Logistic映射同步的研究

在对同步系统特性分析的基础上，采用分段控制与非线性反馈控制相结合的控制方法实现Logistic映射的同步化，通过选取合适的控制律和控制参数使得同步化误差进一步缩小、达到同步化的时间大大缩短，是对反馈同步化方法的改进。通过数值仿真的方法，验证了该方法的有效性。     

光反馈垂直腔面发射半导体激光器的混沌驱动同步

基于光反馈垂直腔面发射半导体激光器动力学模型,通过分析光子数密度随光反馈强度变化的分岔情况,确定了激光器处于混沌态时的参数区间。利用混沌信号驱动同步方案,实现了两个被驱动激光器的精确混沌同步,并通过对两个被驱动激光器相关系数的分析,确定了它们达到精确混沌同步的参数区间。研究了参数失配对同步的影响,结果表明该同步方案有很好的稳健性。     

光纤混沌双向保密通信系统研究

本文提出光纤混沌双向保密通信设想,通过耦合光注入半导体激光器激光混沌全光耦合反馈同步系统和光纤传输信道,建立了光纤混沌双向通信系统模型,数值实现了该系统在长距离光纤传输中的同步,详细地分析了系统同步时间随光纤传输长度的关系.证明了光纤的交叉相位调制是限制激光混沌在光纤传输中同步的主要原因,导出了系统传输的非线性相移.数值模拟了具有正弦调制信号的调制频率0.5GHz混沌模拟通信和数字信号调制速率0.4Gbit/s以及20Gbit/s的混沌数字通信以及调制速率0.05Gbit/s 混沌键控通信的应用,计算出光纤混沌数字通信速率和同步误差等关系,还特别分析了系统解码特性和调制带宽,表明系统具有非常好的保密性能和具有高速率通信的能力.光纤混沌双向保密通信是可以实现的.     

Three-Dimensional Chaotic Autonomous System with a Circular Equilibrium: Analysis,Circuit Implementation and Its Fractional-Order Form

A three-dimensional autonomous chaotic system with a circular equilibrium is investigated in this paper. Some dynamical properties and behaviors of this system are described in terms of equilibria, eigenvalue structures, bifurcation diagrams, Lyapunov exponents, time series and phase portraits. For specific parameters, the system displays periodic and chaotic attractors. The physical existence of the chaotic behavior found in the proposed system is verified by using the Orcad-PSpice software and experimental verification. A good qualitative agreement is shown between the experimental results, PSpice and numerical simulations. Furthermore, the commensurate fractional-order version of the system with a circular equilibrium is numerically studied. It is found that chaos exists in this system with order less than three. By tuning the commensurate fractional order, the system with a circular equilibrium displays chaotic and periodic attractors, respectively. Finally, chaos synchronization of identical fractional-order chaotic systems with a circular equilibrium is achieved by using the unidirectional linear error feedback coupling. It is shown that the fractional-order chaotic system can achieve synchronization for appropriate coupling strength.     

半导体激光器混沌相位共轭反馈控制方法

提出了半导体激光器混沌相位共轭反馈(PCF)控制方法,建立了相位共轭反馈控制条件下激光器电流激发混沌的物理模型,发现其混沌控制物理机制是相位共轭反馈影响改变了激光器非线性增益和线宽增强因子特性,控制了系统的动力学行为及频率特性,其影响程度与反馈系数、延迟时间和光线宽增强因子等有关。数值模拟结果表明,在不同强度的光反馈下,通过调节相位共轭反馈光的延迟时间可以控制混沌激光到周期态、双周期态、多周期态等;发现相位共轭反馈控制特点是反馈光场和输出激光处于相干增强状态去实现混沌控制,且能控制实现激光器功率增强的周期脉冲输出。