基于雙光反饋垂直腔面發(fā)射激光器獲取雙路高速隨機(jī)數(shù)的研究.pdf

1、隨機(jī)數(shù)因其具有不可預(yù)測、不可復(fù)現(xiàn)的特性使其在安全通信、隨機(jī)建模和蒙特?卡羅計(jì)算方法等科學(xué)技術(shù)領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用?；趥鹘y(tǒng)電子電路領(lǐng)域中的熱噪聲、振蕩器的頻率抖動(dòng)和混沌電路等方式獲取的類高斯分布的熵源信號(hào)雖能獲得隨機(jī)數(shù)序列，但受電子帶寬瓶頸等因素的限制，這些隨機(jī)數(shù)發(fā)生器的碼率通常都在Mbits/s量級(jí)，不能滿足現(xiàn)代信息通信的要求。近年來，基于半導(dǎo)體激光器（SL）的激光混沌作為熵源來獲取隨機(jī)數(shù)的研究已經(jīng)取得了很大的進(jìn)展，但大部分研究成果都是

2、基于邊發(fā)射半導(dǎo)體激光器（EESLs）的混沌輸出作為熵源獲取隨機(jī)數(shù)。由于EESLs一般只有一個(gè)偏振模式激射，因此只能產(chǎn)生一路隨機(jī)數(shù)序列。而對(duì)于垂直腔面發(fā)射激光器（VCSELs），在合適的外部擾動(dòng)條件下兩個(gè)正交的偏振分量均可輸出混沌信號(hào)，用其作為混沌熵源，有望獲得雙路隨機(jī)數(shù)序列。
　　本文提出基于雙光反饋VCSELs的兩個(gè)正交偏振分量的混沌輸出以同時(shí)獲取兩路高速隨機(jī)數(shù)的方案。采用自旋反轉(zhuǎn)模型（SFM），首先對(duì)不同反饋強(qiáng)度下VCSELs

3、中兩個(gè)偏振分量的混沌輸出進(jìn)行了研究，接著重點(diǎn)介紹了后續(xù)比特序列的產(chǎn)生方法，最后在理論上數(shù)值分析了基于不同的反饋強(qiáng)度時(shí)，兩偏振分量所獲取的最終比特序列的隨機(jī)性能。研究結(jié)果表明：在合適的反饋參量下，VCSELs中的兩個(gè)正交偏振分量均可呈現(xiàn)混沌振蕩，且隨著反饋強(qiáng)度的增加，兩偏振分量混沌信號(hào)的延時(shí)特征峰值和帶寬總體呈現(xiàn)增加的趨勢；將VCSELs兩偏振分量輸出的兩路混沌信號(hào)作為熵源，分別經(jīng)8位模數(shù)轉(zhuǎn)換器(ADC)量化、比特序列按位反轉(zhuǎn)、異或(XO