ИДЕНТИЧНАЯ ХАОТИЧЕСКАЯ СИНХРОНИЗАЦИЯ НЕКОГЕРЕНТНО СВЯЗАННЫХ ПОЛУПРОВОДНИКОВЫХ ЛАЗЕРОВ И ДВУНАПРАВЛЕННАЯ ПЕРЕДАЧА ИНФОРМАЦИИ

Исследована недавно предложенная оптическая схема скрытой передачи информации посредством хаотической несущей (Opt. Lett. 32, 403, 2007). Рассмотрен случай некогерентной оптической связи между полупроводниковыми лазерами, который возникнет при использовании такой схемы в действующих системах волоконно-оптической связи. Путем численного моделирования показано, что при некогерентной связи, как и при когерентной, возможна идентичная синхронизация хаотических колебаний интенсивности двух полупроводниковых лазеров и скрытая двунаправленная передача информационного сигнала между ними. Однако возникающий хаотический режим принципиально отличается от режима, реализующегося при когерентной связи. Это – незатухающие релаксационные колебания со сложной хаотической огибающей. Показано, что при такой хаотической несущей скорость передачи информации ограничена величиной релаксационной частоты.

 
Литература

1. Pecora L.M. and Carroll T.L. Synchronization in chaotic systems // Phys. Rev. Lett. 1990. Vol. 64. P. 821.

2. Colet P. and Roy R. Digital communication with synchronized chaotic lasers // Opt. Lett. 1994. Vol. 19. P. 2056.

3. Дмитриев А.С., Панас А.И. Динамический хаос: новые носители информации для систем связи. М.: Физматлит, 2002.

4. Короновский А.А., Москаленко О.И., Храмов А.Е. О применении хаотической синхронизации для скрытой передачи информации // УФН. 2009. Т. 179, No 12. С. 1281.

5. Mirasso C.R., Colet P., and Garcia-Fernandez P. Synchronization of chaotic semiconductor lasers: Application to encoded communications // IEEE Phot. Tech. Lett. 1996. Vol. 8. P. 299.

6. Takiguchi Y., Fujino H., and Ohtsubo J. Experimental synchronization of chaotic oscillations in externally injected semiconductor lasers in a low-frequency fluctuation regime // Opt. Lett. 1999. Vol. 24. P. 1570.

7. Sivaprakasam S. and Shore K.A. Demonstration of optical synchronization of chaotic external-cavity laser diodes // Opt. Lett. 1999. Vol. 24. P. 466.

8. Sivaprakasam S. and Shore K.A. Message encoding and decoding using chaotic external-cavity diode lasers // IEEE J. Quant. Electron. 2000. Vol. 36. P. 35.

9. Fischer I., Liu Y., and Davis P. Synchronization of chaotic semiconductor laser dynamics on subnanosecond time scales and its potential for chaos communication // Phys. Rev. A. 2000. Vol. 62, 011801(R).

10. Tang S. and Liu J.-M. Effects of message encoding and decoding on synchronized chaotic optical communications // IEEE J. Quant. Electron. 2003. Vol. 39. P. 1468.

11. Argyris A., Syvridis D., Larger L., Annovazzi-Lodi V., Colet P., Fischer I., Garcia-Ojalvo J., Mirasso C.R., Pesquera L., and Shore K.A. Chaos-based communications at high bit rates using commercial fibre-optic links // Nature. 2005. Vol. 238. P. 343.

12. Пономаренко В.И., Прохоров М.Д., Корюкин И.В. Определение параметров полупроводникового лазера с оптической обратной связью по временным рядам // Письма в ЖТФ. 2005. Т. 31. С. 79.

13. Heil T., Fischer I., Elsasser W., Mulet J., and Mirasso C. Chaos synchronization and spontaneous symmetry-breaking in symmetrically delay-coupled semiconductor lasers // Phys. Rev. Lett. 2001. Vol. 86. P. 795.

14. Klein E., Gross N., Kopelowitz E., Rosenbluh M., Khaykovich L., Kinzel W., Kanter I. Public-channel cryptography based on mutual chaos pass filters // Phys. Rev. E. 2006. Vol. 74, 046201.

15. Kanter I., Gross N., Klein E., Kopelowitz E., Yoskovits P., Khaykovich L., Kinzel W., Rosenbluh M. Synchronization of mutually coupled chaotic lasers in the presence of a shutter // Phys. Rev. Lett. 2007. Vol. 98, 154101.

16. Vicente R., Mirasso C.R. and Fischer I. Simultaneous bidirectional message transmission in a chaos-based communication scheme // Opt. Lett. 2007. Vol. 32. P. 403.

17. Grigorieva E.V., Kaschenko S., Loiko N.A., and Samson A.M. Nonlinear dynamics in a laser with a negative delayed feedback // Physica D. 1992. Vol. 59. P. 297.

18. Pieroux D. and Mandel P. Low-frequency pulsations in class-B solid-state lasers with delayed feedback // Opt. Lett. 2002. Vol. 27. P. 1528.

19. Хайрер Э., Ваннер Г., Нёрсетт С. Решение обыкновенных дифференциальных уравнений. Нежесткие задачи. М.: Мир, 1990; http://www.unige.ch/ hairer/software.html

20. Ханин Я.И. Основы динамики лазеров. М.: Наука. Физматлит, 1999.

21. Хемминг Р.В. Цифровые фильтры / Пер. с англ. под ред. А.М. Трахтмана. М.: Сов. Радио, 1980.

Статус: 
одобрено к публикации
Краткое содержание (PDF): 
Текст в формате PDF: