[发明专利]一种基于硅光子混沌同步的双向长距离保密通信系统

说明书

本发明提供一种基于硅光子混沌同步的双向长距离保密通信系统，主硅光子芯片产生混沌驱动信号，所述混沌驱动信号经过放大器放大后经过第一偏振光分束器后等分成两束相同的光束，进过第一长距离光纤、第二长距离光纤、传输后同时注入对称第一从硅光子芯片和第二从硅光子芯片，主硅光子芯片产生的混沌作为种子信号来驱动第一从硅光子芯片和第二从硅光子芯片并使它们实现混沌同步，在两个同步的从硅光子芯片分别加入信息，进行双向的信息通信。本发明可以实现双向的长距离混沌保密通信。

技术领域

本发明涉及光电领域具体涉及一种基于硅光子混沌同步的双向长距离保密通信系统。

背景技术

人类当前处于电子信息快速发展的时代，信息传递的方式千变万化，应用领域也无所不在，所以通信完成以及保密问题显得十分重要。如何实现安全系数高和效率高的保密通信，也就成为当前社会关注的焦点。基于混沌激光的保密通信技术对于高效率、高带宽、高速率的安全通信具有重要意义。

混沌一直是一个热门话题，并且基于混沌同步来实现通信已被广泛应用于技术和现实生活中。所谓同步，一般是指一个系统的轨道将收敛于另一个系统轨道的同一点，并将一直保持相互步调的一致。最早的同步现象是惠更斯在1673年提出的，这是在一个耦合钟摆实验中观察到的。后来，混沌同步（PC同步）的突破性的发现是1990年首次由Pectoral和Carroll在电子电路中完成了两个系统的同步，混沌同步理论的主要发现使得越来越多的人为研究混沌及其应用这引起了学术界混乱的研究热潮，比如，1995年Rulkov等人提出了耦合系统中广义同步的观点。随后，研究者还提出了其他一系列混沌同步的概念，包括完全同步，相位同步，滞后同步，反同步，投影同步，群同步和广义同步等等。基于混沌同步的理论，在数学，物理学，生物学，工程界信息科学以及保密通信等领域具有广泛的应用和市场的潜在价值，而混沌同步在混沌的保密通信中的应用尤为突出，近几年一直是非线性科学的研究热点之一。

到目前为止，国内外基于混沌同步的混沌保密通信的研究已取得了不俗的研究成果。1995年，Ljupco.Kocarev提出了一种改进的编码方法，展示了以系统化的方式进行高维的设计同步系统，同步于信息的高效超混沌的编码。2005年，欧洲的OCCULT项目组利用全光反馈方案与电光反馈方案实现了在希腊的雅典城的数据传输的通信，成功地展示了在真实世界中的单向通信。

由于传统激光器保密通信系统发生装置过于大型化，不利于便捷使用。因此如何利用光子集成技术在微观尺度下进一步提高混沌激光源的稳定性与小型化，并利用混沌同步进行保密通信，是混沌同步保密通信需要解决的技术问题。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种具有高稳定性和小型化的基于硅光子混沌同步的双向长距离保密通信系统，包括驱动模块、外部环境模块；

所述驱动模块包括，主硅光子芯片、第一放大器、第一偏振分束器、第一半导体激光器、第一可变衰减器、第一光隔离器；

所外部环境模块包括，第一长距离光纤、第二长距离光纤、第四长距离光纤、第一从硅光子芯片和第二从硅光子芯片、第二偏振分束器、第二半导体激光器、第二放大器、第二可变衰减器、第一延时器、第二光隔离器；

主硅光子芯片产生混沌驱动信号，所述混沌驱动信号经过第一放大器放大后经过第一偏振光分束器后等分成两束相同的光束，两束相同的光束分别进过第一长距离光纤、第二长距离光纤传输后同时注入第一从硅光子芯片和第二从硅光子芯片，主硅光子芯片产生的混沌作为种子信号来驱动第一从硅光子芯片和第二从硅光子芯片并使它们实现混沌同步，第一硅光子芯片生成混沌信号x（t），第二从硅光子芯片生成混沌同步信号y（t），将信息m（t）加入到混沌信号x（t），将混合信号s（t）= x（t）+ m（t ）通过第四长距离光纤发送到接收端，在接收端从s（t）中减去同步信号y（t），获取信息m（t）。

进一步的，还包括通信模块；