本文主要研究内容
作者冉灿（2019）在《基于主副垂直腔面发射激光器混沌系统获取双路高速物理随机数的研究》一文中研究指出：物理随机数由于具有非确定性、不可预测、不可复现等特性而被广泛的运用在计算及安全通信等领域中。基于电阻热噪声的直接放大、亚稳定性及频率抖动等为熵源的传统物理随机数发生器由于受到电子带宽的限制,其生成随机数速率在Mbit/s量级,与现行光通信系统信息的传输速率尚有很大的差距。然而,半导体激光器在光注入、光反馈及光电反馈等外部扰动下可输出宽带宽混沌信号,基于混沌信号为熵源可提取高速物理随机数。基于宽带宽半导体激光器混沌信号获取高速物理随机数已得到学者们广泛的研究,其关键技术之一在于获取具有随机性好、带宽大及周期性弱等特性的高质量混沌信号。到目前为止,大部分研究都是基于分布式反馈半导体激光器(DFB-SL)获取的单路随机数。相比于DFB-SL,垂直腔面发射激光器(VCSEL)具有阈值电流低、单纵模输出、易集成等优势。特别的,在合适的参数条件与外部扰动下,VCSEL可同时输出两个偏振分量(X-PC与Y-PC)的混沌信号,基于两偏振分量混沌信号可同时提取双路高速物理随机数。双路随机数可通过交叉合并处理,获取双倍速率的高速随机比特序列,也可直接运用于多信道通信保密中。本文提出并数值研究了基于主副垂直腔面发射激光器(M-VCSEL与S-VCSEL)系统的混沌输出作为熵源提取双路高速物理随机数的方案。首先,在合适的反馈参量下,可使在光纤布拉格光栅(FBG)偏振保持光反馈下的M-VCSEL的两个线性偏振模式X-PC及Y-PC同时输出平均功率可比拟、延时特征(TDS)得到有效抑制的混沌信号;然后,将主激光器的X-PC与Y-PC输出混沌信号分别分为两部分以不同的延迟时间偏振保持注入到S-VCSEL中,S-VCSEL的X-PC及Y-PC可同时输出带宽提升的混沌信号,混沌信号经8位模数转换器(ADC)量化、m bit最低有效位(m-LSBs)截取和异或运算(XOR)后续处理后得到最终的比特序列;最后,采用美国国家标准技术研究所(NIST)提供的NIST Special Publication 800-22统计测试套件对最终比特序列的随机性能进行测试。研究结果表明,可获得双路速率为500 Gbit/s的随机数,进一步通过交叉合并技术可将随机数速率提升为1 Tbit/s。
Abstract
wu li sui ji shu you yu ju you fei que ding xing 、bu ke yu ce 、bu ke fu xian deng te xing er bei an fan de yun yong zai ji suan ji an quan tong xin deng ling yu zhong 。ji yu dian zu re zao sheng de zhi jie fang da 、ya wen ding xing ji pin lv dou dong deng wei shang yuan de chuan tong wu li sui ji shu fa sheng qi you yu shou dao dian zi dai kuan de xian zhi ,ji sheng cheng sui ji shu su lv zai Mbit/sliang ji ,yu xian hang guang tong xin ji tong xin xi de chuan shu su lv shang you hen da de cha ju 。ran er ,ban dao ti ji guang qi zai guang zhu ru 、guang fan kui ji guang dian fan kui deng wai bu rao dong xia ke shu chu kuan dai kuan hun dun xin hao ,ji yu hun dun xin hao wei shang yuan ke di qu gao su wu li sui ji shu 。ji yu kuan dai kuan ban dao ti ji guang qi hun dun xin hao huo qu gao su wu li sui ji shu yi de dao xue zhe men an fan de yan jiu ,ji guan jian ji shu zhi yi zai yu huo qu ju you sui ji xing hao 、dai kuan da ji zhou ji xing ruo deng te xing de gao zhi liang hun dun xin hao 。dao mu qian wei zhi ,da bu fen yan jiu dou shi ji yu fen bu shi fan kui ban dao ti ji guang qi (DFB-SL)huo qu de chan lu sui ji shu 。xiang bi yu DFB-SL,chui zhi qiang mian fa she ji guang qi (VCSEL)ju you yu zhi dian liu di 、chan zong mo shu chu 、yi ji cheng deng you shi 。te bie de ,zai ge kuo de can shu tiao jian yu wai bu rao dong xia ,VCSELke tong shi shu chu liang ge pian zhen fen liang (X-PCyu Y-PC)de hun dun xin hao ,ji yu liang pian zhen fen liang hun dun xin hao ke tong shi di qu shuang lu gao su wu li sui ji shu 。shuang lu sui ji shu ke tong guo jiao cha ge bing chu li ,huo qu shuang bei su lv de gao su sui ji bi te xu lie ,ye ke zhi jie yun yong yu duo xin dao tong xin bao mi zhong 。ben wen di chu bing shu zhi yan jiu le ji yu zhu fu chui zhi qiang mian fa she ji guang qi (M-VCSELyu S-VCSEL)ji tong de hun dun shu chu zuo wei shang yuan di qu shuang lu gao su wu li sui ji shu de fang an 。shou xian ,zai ge kuo de fan kui can liang xia ,ke shi zai guang qian bu la ge guang shan (FBG)pian zhen bao chi guang fan kui xia de M-VCSELde liang ge xian xing pian zhen mo shi X-PCji Y-PCtong shi shu chu ping jun gong lv ke bi ni 、yan shi te zheng (TDS)de dao you xiao yi zhi de hun dun xin hao ;ran hou ,jiang zhu ji guang qi de X-PCyu Y-PCshu chu hun dun xin hao fen bie fen wei liang bu fen yi bu tong de yan chi shi jian pian zhen bao chi zhu ru dao S-VCSELzhong ,S-VCSELde X-PCji Y-PCke tong shi shu chu dai kuan di sheng de hun dun xin hao ,hun dun xin hao jing 8wei mo shu zhuai huan qi (ADC)liang hua 、m bitzui di you xiao wei (m-LSBs)jie qu he yi huo yun suan (XOR)hou xu chu li hou de dao zui zhong de bi te xu lie ;zui hou ,cai yong mei guo guo jia biao zhun ji shu yan jiu suo (NIST)di gong de NIST Special Publication 800-22tong ji ce shi tao jian dui zui zhong bi te xu lie de sui ji xing neng jin hang ce shi 。yan jiu jie guo biao ming ,ke huo de shuang lu su lv wei 500 Gbit/sde sui ji shu ,jin yi bu tong guo jiao cha ge bing ji shu ke jiang sui ji shu su lv di sheng wei 1 Tbit/s。
论文参考文献
论文详细介绍
论文作者分别是来自西南大学的冉灿，发表于刊物西南大学2019-09-24论文，是一篇关于垂直腔面发射激光器论文,双路偏振保持光注入论文,混沌信号论文,双路高速物理随机数论文,西南大学2019-09-24论文的文章。本文可供学术参考使用，各位学者可以免费参考阅读下载，文章观点不代表本站观点，资料来自西南大学2019-09-24论文网站，若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权，请联系我们删除。
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