光电混沌信号产生理论与实验
本书系统地介绍了混沌产生的理论、方法和技术,着重于电学和光学物理系统的混沌产生而非数学混沌系统。

作者:王安帮

丛书名:变革性光科学与技术丛书

定价:129元

印次:1-1

ISBN:9787302635147

出版日期:2023.10.01

印刷日期:2023.11.10

图书责编:鲁永芳

图书分类:学术专著

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本书主要介绍了光电混沌信号产生的方法和实验进展,简要介绍了混沌信号与系统的分析方法,论述了电学混沌信号产生的基本原理、电路结构及混沌动力学特征,阐述了基于半导体激光器、光电振荡器两类光学混沌信号的产生方法、原理和实验,并分析了半导体激光器混沌输出的量子统计特性。

王安帮,教授、博导,山西省学术技术带头人、山西省优秀青年基金获得者、山西省高等学校优秀青年学术带头人,入选“131”优秀中青年拔尖创新人才,兼任中国光学学会光电技术专业委员会委员、《光学学报》专题编辑(Topic editor)等职。从事宽带混沌激光产生及应用研究。提出了基于激光拍频机理的系列方法,实验产生了带宽最宽的混沌激光,解决了宽带限制问题,将随机码实时产生速率提升一个量级;提出波长调谐混沌时域反射测量等技术,解决了波分、时分复用网络的故障高精度检测难题。主持国家自然科学基金面上项目、青年基金、“十三五”国家密码发展基金、山西省自然科学优秀青年基金、山西省重点研发计划等项目。在Opt. Lett.、Opt. Express、Appl. Phys. Lett.及IEEE期刊上发表SCI论文60余篇,被引用1000余次,其中SCI他引600余次,H因子14;授权发明专利15件;以第一完成人获山西省自然科学二等奖,以主要完成人获教育部技术发明二等奖和2项山西省科技二等奖。

序言 混沌是复杂系统中特殊的动力学现象,描述了对系统初始状态高度敏感的无规则动态特性。现代混沌理论起始于20世纪60年代气象学家爱德华·洛伦茨(Edward Norton Lorenz)在天气预测研究中发现的“蝴蝶效应”。经过60年的研究,混沌理论在数学、物理、天文学、化学、社会学等取得了长足发展,特别是与先进的光学、光电子学结合,在保密光通信、激光雷达、传感等应用领域孕育了一系列变革性光学技术。 光电混沌信号产生是混沌应用的基础。混沌信号产生已经从数学方程拓展到基于忆阻器、半导体超晶格、激光器、电光调制器等先进非线性器件的复杂电学和光学系统,甚至光子集成的混沌半导体激光器也已经问世。此外,光电混沌信号产生机理研究,还可以从复杂性科学的角度分析光电器件动力学现象的原因和过程并揭示内在规律,为新型器件设计和研发提供理论依据。 笔者有幸在国家优秀青年科学基金,国家自然科学基金重点、重大仪器,科技部重点研发计划、国际合作等项目支持下,专注从事混沌激光产生与应用研究。在导师王云才教授建议和鼓励下,笔者开始构思和撰写这本书。此书聚焦于光电混沌信号产生这一课题,重点介绍了基于半导体激光器、电光调制器的光学混沌产生理论、方法及特性。目的是为相关专业的研究生、教师以及相关领域的研究人员提供参考。 付梓之际,恰逢混沌科学研究60周年。期待混沌信号产生研究能够进一步推动混沌理论的深入发展,促进复杂性科学与其他学科的交叉融合,激发出国家重大需求的新技术。 本书的撰写离不开团队成员的共同努力。在此衷心感谢王云才教授指导,感谢贾志伟副教授、张建国副教...

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第1章绪论

1.1混沌信号产生的意义

1.2混沌信号产生的研究历程

1.2.1电路混沌产生

1.2.2光学混沌产生

1.3本书结构安排

参考文献

第2章混沌信号与系统分析方法

2.1前言

2.2混沌系统分析方法

2.2.1稳态解及线性稳定性分析

2.2.2数值仿真

2.2.3分岔图

2.3混沌信号分析方法

2.3.1时域分析法 

2.3.2频域分析法 

参考文献

第3章电学混沌信号产生

3.1典型数学混沌系统的电路实现

3.1.1洛伦茨混沌电路

3.1.2逻辑斯谛映射混沌电路

3.1.3帐篷映射混沌电路

3.1.4多涡卷混沌映射电路

3.2基于非线性器件的混沌电路

3.2.1蔡氏混沌电路

3.2.2考毕兹混沌电路

3.2.3布尔混沌电路

3.2.4忆阻器混沌电路

参考文献

第4章半导体激光器基础

4.1半导体激光器原理与结构

4.1.1半导体材料及光学增益

4.1.2半导体激光谐振腔

4.1.3半导体激光器阈值条件

4.2半导体激光器物理特性

4.2.1速率方程

4.2.2稳态特性

4.2.3动力学特性

4.3常用半导体激光器类型

4.3.1FP半导体激光器

4.3.2DFB与DBR半导体激光器

4.3.3垂直腔面发射激光器

4.3.4微腔半导体激光器

参考文献

第5章半导体激光器产生混沌

5.1引言

5.1.1激光器分类

5.1.2半导体激光器产生混沌典型方法

5.1.3本章内容安排

5.2光反馈DFB半导体激光器

5.2.1典型实验装置

5.... 查看详情

本书是一本以混沌信号产生为主题,全面阐述基于各种非线性器件的物理混沌系统的学术专著。主要向读者介绍混沌理论在工程应用领域的研究进展。

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