[发明专利]一种具有时延隐藏特性的激光混沌扩频变换系统

权利要求书

1.一种具有时延隐藏特性的激光混沌扩频变换系统，其特征在于，包括：

一混沌外腔激光器，包括半导体激光器MSL和光耦合器OC、反射镜M，用于产生初始混沌激光信号；

一驱动端，包括乘法器、射频放大器Amp，以及射频源1和射频源2，用于产生驱动信号，对光电相位调制器PM1、PM2进行驱动；

一时间透镜，包括输入段光电相位调制器PM1、色散介质及输出段光电相位调制器PM2，主要用于频谱的展宽及时延标签的隐藏；

半导体激光器MSL产生连续激光，并输入至光耦合器OC，光耦合器OC将输入的连续光信号分成两路，一路作为激光输出，一路反馈至半导体激光器MSL，通过半导体激光器MSL输出初始混沌激光信号至光电相位调制器PM1；

射频源1和射频源2产生的两个不同频率的余弦电信号，再经过乘法器合为一路调幅信号输入至射频放大器Amp，射频放大器Amp对调幅信号进行放大后作为调制信号，最后利用调制信号对输入至光电相位调制器PM1的初始混沌激光信号进行调制后，再将调制后的信号输入至色散介质；

色散介质对调制后的信号进行处理后，输入至输出段光电相位调制器PM2，再利用调制信号对输入至光电相位调制器PM2的信号进行调制，调制输出后完成扩频变换。

2.根据权利要求1所述的激光混沌扩频变换系统，其特征在于，所述的色散介质位于输入段光电相位调制器PM1和输出段光电相位调制器PM2之间。

3.一种利用权利要求1所述的激光混沌扩频变换系统产生激光混沌信号的方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)、获取初始混沌激光信号x(t)

半导体激光器MSL输出连续激光信号，经光耦合器OC分成两路，一路为输出信号，一路经反射镜M反射回到半导体激光器中形成光反馈，此时，半导体激光器输出初始混沌激光信号x(t)；

(2)、将初始混沌信号x(t)输入至光电相位调制器PM1

设光电相位调制器的传递函数为：

h_PM(t)＝exp(ic₁·cos(ω₁·t)·cos(ω₂·t))

其中，c₁为调制系数，ω₁和ω₂表示调幅驱动信号的两个余弦成分各自的角频率，i表示虚部；

那么，利用光电相位调制器PM1对初始混沌信号x(t)进行处理后的信号为：

x_p1(t)＝x(t)·h_PM(t)

(3)、将信号x_p1(t)输入至色散介质

当忽略高阶次的色散时，光纤的频域传递函数表达式为：

其中，λ₀为信号波长，c为真空中的光传播速度，D为色散介质色散系数；

将光纤的频域传递函数变换到时域的表达式为：

其中，F^-1代表反傅里叶变换，C'是和β₂z有关的常系数，z为光纤长度；

那么初始混沌激光x(t)经过相位调制器后的信号时域包络x_p1(t)为：

x_in(t)＝x_p1(t)*h_D(t)

其中，*表示信号卷积；

(4)、将信号x_in(t)输入至光电相位调制器PM2

利用光电相位调制器PM2对信号时域包络x_in(t)进行处理后的信号为：

x_p2(t)＝x_in(t)·h_PM2(t)

则扩频变换后输出的混沌信号为x_p2(t)，便完成了扩频变换及时延标签隐藏。