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第一章 绪论1

1.1 引言1

1.2 混沌研究概论3

1.3 混沌同步理论研究概况5

1.4 激光混沌及其同步理论研究的进展7

1.4.1 激光混沌7

1.4.2 激光混沌同步8

1.5 激光混沌保密通信理论及其应用的研究概况和进展9

1.6 本书简介12

参考文献15

第二章 激光混沌以及混沌同步的基本理论26

2.1 引言26

2.2 附加自由度的半导体激光器26

2.2.1 模型27

2.2.2 分岔图29

2.3 激光混沌信号随机特性的表述30

2.4 运动稳定性的线性近似判别法32

2.5 混沌同步理论34

2.6 本章小结39

参考文献39

第三章 光注入半导体激光器中分岔及混沌动力学行为的研究41

3.1 引言41

3.2 模型41

3.3 绝热消去原理中的两维模型43

3.3.1 复数场一维模式43

3.3.2 复数场二维偏振模式47

3.4 简化的三维模型53

3.4.1 简化的三维模型以及理论分析53

3.4.2 数值模拟57

3.5 四维模式的动力学行为特点分析61

3.5.1 静态锁模分析61

3.5.2 稳定性分析61

3.5.3 分岔和混沌现象的数值模拟65

3.6 无注入时的半导体激光器的振荡特点70

3.7 本章小结73

参考文献73

第四章 激光混沌反馈同步以及混沌调制的理论与应用研究75

4.1 引言75

4.2 模型76

4.2.1 同步方程77

4.3 激光混沌通信中的调制与解调82

4.3.1 混沌隐藏83

4.3.2 混沌键控86

4.4 激光混沌相位控制同步及编码应用87

4.4.1 模型88

4.4.2 ON/ON ECPSK调制解调91

4.4.3 参数失配94

4.4.4 噪声95

4.5 同步误差方程和解调公式的理论证明和分析95

4.5.1 同步误差方程和解调方程的推导95

4.5.2 数值分析102

4.6 本章小结105

参考文献105

第五章 激光混沌双向保密通信应用系统——激光混沌耦合同步和反馈-耦合同步系统及其在保密通信中的应用107

5.1 引言107

5.2 耦合下的激光动力学行为分析108

5.2.1 模型108

5.2.2 扰动方程及其稳定性分析109

5.2.3 分岔图110

5.3 同步111

5.3.1 同步方程111

5.3.2 解调方程112

5.3.3 数值分析113

5.4 混沌调制与解调114

5.5 “反馈-耦合”同步系统116

5.5.1 模型116

5.5.2 扰动方程117

5.5.3 同步方程118

5.5.4 数值分析119

5.5.5 冲激响应和噪声120

5.6 混沌通信120

5.6.1 混沌隐藏120

5.6.2 混沌键控122

5.7 本章小结123

参考文献124

第六章 双环掺铒光纤激光器混沌通信应用系统125

6.1 引言125

6.2 双环掺铒光纤激光器激光混沌同步及其在编码中的应用125

6.2.1 模型125

6.2.2 数值模拟结果127

6.2.3 编码128

6.3 本章小结133

参考文献133

第七章 激光混沌全光中继站理论与应用研究134

7.1 引言134

7.2 模型134

7.3 同步136

7.3.1 中继站系统同步定理136

7.3.2 数值模拟137

7.4 中继站系统在编码通信中的应用138

7.5 带宽140

7.6 本章小结141

参考文献141

第八章 光纤混沌通信理论模型与应用142

8.1 引言142

8.2 模型143

8.2.1 四维激光混沌“反馈”同步系统144

8.2.2 三维“反馈”同步系统145

8.2.3 三维“耦合”同步系统145

8.2.4 三维“反馈-耦合”同步系统146

8.2.5 光纤传输系统147

8.3 群速度色散的影响149

8.4 自相位调制的影响150

8.5 交叉相位调制的影响151

8.5.1 同方向传输151

8.5.2 反方向传输155

8.6 态叠加耦合效应及其影响156

8.6.1 GVD效应的影响157

8.6.2 SPM效应的影响158

8.6.3 GVD效应和SPM效应的共同影响159

8.7 光纤混沌通信编码应用的数值模拟和分析160

8.7.1 光纤混沌隐藏技术160

8.7.2 光纤混沌键控技术163

8.8 光纤混沌双向保密通信应用系统164

8.8.1 模型164

8.8.2 数值分析166

8.9 本章小结168

参考文献169

第九章 激光混沌、同步编码与信息传送实验系统171

9.1 引言171

9.2 光注入激光混沌实验系统171

9.2.1 光注入分布反馈半导体激光器产生混沌171

9.2.2 双光注入多量子阱激光器系统产生混沌172

9.3 光反馈激光混沌实验系统174

9.3.1 光反馈半导体激光器产生低频起伏与混沌174

9.3.2 光双反馈半导体激光器产生混沌177

9.4 激光混沌同步实验系统179

9.4.1 平坦宽带混沌激光同步179

9.4.2 光反馈混沌激光同步181

9.5 激光混沌编码实验系统183

9.5.1 混沌调制（CM）垂直面发射激光器编码解码实验系统183

9.5.2 激光器混沌键控制（ON/Off-PSK）编码解码实验系统185

9.6 激光混沌信息远程光纤传送实验系统187

9.6.1 激光器混沌信息传送集成实验系统187

9.6.2 光纤网络密集波分复用激光混沌保密通信系统190

9.7 本章结论192

参考文献192

第十章 混沌控制（同步）理论研究194

10.1 引言194

10.2 激光随机混沌现象及其同步194

10.2.1 模型194

10.2.2 数值分析和模拟196

10.3 光注入半导体激光器中激光混沌的泵浦周期调制控制198

10.3.1 模型198

10.3.2 扰动和激励方程199

10.3.3 数值模拟201

10.4 双环掺铒光纤激光器混沌的耦合参数控制以及偏振控制205

10.4.1 耦合参数控制方法205

10.4.2 偏振控制方法206

10.4.3 数值模拟结果206

10.5 双环掺铒光纤激光器激光混沌反相位同步控制210

10.5.1 模型210

10.5.2 数值模拟结果211

10.6 本章结论214

参考文献214

附录1 半导体激光器动力学简单知识216

参考文献219

附录2 混沌简单知识220

参考文献226