[发明专利]一种多路信息高速传输混沌保密通信的装置及方法

权利要求书

1.一种多路信息高速传输混沌保密通信的装置，其特征在于：包括超宽带混沌激光同步激发的光注入部分、同步多波长混沌激光产生部分、多路信息加载部分、信息传输链路部分、多路信息解调部分；

所述超宽带混沌激光同步激发的光注入部分包括第一单模带隔离器波长可调谐半导体激光器（1）、第一掺铒光纤放大器（2）、第二单模带隔离器波长可调谐半导体激光器（32）、第二掺铒光纤放大器（31）、第一2×2的50:50耦合器（3）、第一光隔离器（4）、第四光隔离器（30）、第一光纤（5）、第六光纤（29）；

所述同步多波长混沌激光产生部分包括第一无隔离器的多纵模半导体激光器（12）、第一光纤衰减器（11）、第二2×2的50:50耦合器（6）、第二光纤（7）、第一1×2的50:50耦合器（8），光纤偏振控制器（9）、光纤反馈镜（10）、第二无隔离器的多纵模半导体激光器（27）、第二光纤衰减器（26）、第三2×2的50:50耦合器（25）、第五光纤（28）；

所述多路信息加载部分包括第一波分复用器（14）、信息编码器（15）、第二波分复用器（16）；

所述信息传输链路部分包括第三光纤（17）；

所述多路信息解调部分包括第三波分复用器（18）、第一光电探测器（19）、信息解码器（20）、第二光电探测器（21）、第四波分复用器（22）、第四光纤（23）；

其中，第一单模带隔离器波长可调谐半导体激光器（1）的输出端与第一掺铒光纤放大器（2）的输入端连接；第一掺铒光纤放大器（2）的输出端与第一2×2的50:50耦合器（3）的第一个输入端连接；第二单模带隔离器波长可调谐半导体激光器（32）的输出端与第二掺铒光纤放大器（31）的输入端连接；第二掺铒光纤放大器（31）的输出端与第一2×2的50:50耦合器（3）的第二个输入端连接；第一2×2的50:50耦合器（3）的第一个输出端与第一光隔离器（4）的输入端连接；第一光隔离器（4）的输出端与第一光纤（5）的输入端连接；第一2×2的50:50耦合器（3）的第二个输出端与第四光隔离器（30）的输入端连接；第四光隔离器（30）的输出端与第六光纤（29）的输入连接；

第一光纤（5）输出端与第二2×2的50:50耦合器（6）的第一输入端连接；第二2×2的50:50耦合器（6）的第二输入端与第二光纤（7）的输出端连接；第二光纤（7）的输入端与第一1×2的50:50耦合器（8）的第一输出端连接；第一1×2的50:50耦合器（8）的输入端与光纤偏振控制器（9）的输出端连接；光纤偏振控制器（9）的输入端与光纤反馈镜（10）连接；第二2×2的50:50耦合器（6）的第二输出端与第一光纤衰减器（11）的输入端连接；第一光纤衰减器（11）的输出端与第一无隔离器的多纵模半导体激光器（12）连接；第二2×2的50:50耦合器（6）的第一输出端与第二光隔离器（13）输入端连接；第一1×2的50:50耦合器（8）的第二输出端与第五光纤（28）输入端连接，第五光纤（28）输出端与第三2×2的50:50耦合器（25）的第二输入端连接；第三2×2的50:50耦合器（25）的第一输入端与第六光纤（29）的输出端连接；第三2×2的50:50耦合器（25）的第二输出端与第二光纤衰减器（26）的输入端连接；第二光纤衰减器（26）输出端与第二无隔离器的多纵模半导体激光器（27）连接；第三2×2的50:50耦合器（25）的第一输出端与第三光隔离器（24）的输入端连接；

第二光隔离器（13）的输出端与第一波分复用器（14）输入端相连接；第一波分复用器（14）输出端与信息编码器（15）输入端连接；信息编码器（15）输出端与第二波分复用器（16）输入端连接；

第二波分复用器（16）输出端与第三光纤（17）输入端连接；第三光纤（17）输出端与第三波分复用器（18）输入端连接；

第三波分复用器（18）输出端与第一光电探测器（19）输入端连接；第一光电探测器（19）输出端与信息解码器（20）输入端连接；信息解码器（20）输出端与第二光电探测器（21）输出端连接；第四光纤（23）的输入端与第三光隔离器（24）的输出端相连接；第四光纤（23）的输出端与第四波分复用器（22）输入端连接；第四波分复用器（22）输出端与第二光电探测器（21）输入端与连接。

2.一种多路信息高速传输混沌保密通信的方法，采用权利要求1所述的装置来实现，其特征在于：参数一致的第一、第二无隔离器的多纵模半导体激光器分别通过第二和第三2×2的50:50耦合器并分别经过等长度的第二光纤（7）和第五光纤（28）再经过光纤偏振控制器（9）和光纤反馈镜（10）产生与各个子模式相对应且同步的多个波长的混沌激光；第一光纤衰减器（11）和第二光纤衰减器（26）分别用于调整第一和第二无隔离器的多纵模半导体激光器的反馈光强度；利用第一和第二单模带隔离器波长可调谐半导体激光器产生两束波长不同的连续单模激光，两束波长不同的连续单模激光分别经过第一和第二掺铒光纤放大器后进入第一2×2的50：50耦合器（3），输出的两路光分别经过第一和第四光隔离器，再经过等长度的第一光纤和第六光纤后分别通过第二和第三2×2的50:50耦合器同时注入两个参数一致的第一、第二无隔离器的多纵模半导体激光器，激发与注入光束相近的两个子模式混沌激光频谱展宽，同时进一步驱动各个子模式混沌激光同步；所获取到同步的两束多波长混沌激光分别经过第二和第三光隔离器，其中一束作为发射端，经过第一波分复用器（14）将多波长混沌激光按照无隔离器的多纵模半导体激光器各个子模式的波长分开，获取到的波长、频谱带宽不同的混沌激光作为载波，根据各个波长混沌激光频谱的宽度，利用信息编码器（15）同时加载到各路混沌激光不同速率的信息，再经过第二波分复用器（16）将各个波长混沌激光合并成一束，经过长度为第一光纤（5）2倍的第三光纤（17）传输后达到接收端的第三波分复用器（18）；第三波分复用器（18）将载有信息的多波长混沌激光按照无隔离器的多纵模半导体激光器各个子模式的波长分开，得到得多路混沌激光经过第一光电探测器（19）将光信号转换为电信号，利用信息解码器（20）将其与发射端同步的混沌激光且经过第四光纤（23）后进入接收端经第四波分复用器（22）和第二光电探测器（21）所获得的电信号进行相减处理，就可提取出发射端加载的不同速率的信息，实现了多路速率不同信息的安全保密传输；

第一和第二无隔离器的多纵模半导体激光器参数一致；第一和第二单模带隔离器波长可调谐半导体激光器产生两束波长不同的连续单模激光，之后分别与第一或第二无隔离器的多纵模半导体激光器的主模和其中一个边模失谐15 GHz-35 GHz；第一、第二、第五和第六光纤长度相等，并且是第三光纤长度的1/2；第三光纤（17）与第四光纤（23）长度相等；信息编码器（15）加载信息的速率要小于承载其所用混沌激光的频谱带宽。