中国电子科技集团公司第二十研究所 党 杰 李宏亮

随着通信和信息技术的快速发展，如何提高光通信系统的安全性已经成为当前学术界研究的热点问题。由于半导体激光器产生的混沌光信号具有独特的类随机性和宽带特性，而垂直腔表面激光发射器(VCSEL)是一类易于二维集成且低成本的新型激光器。因此，研究VCSEL网络的混沌同步特性，对于提高光通信的安全性具有重要理论意义和实用价值。

本文主要介绍了VCSEL的结构和主要工作特性，并对VCSEL的混沌同步特性进行研究。通过MATLAB仿真软件，针对星型网络激光器研究反馈强度、电流强度等参数对同步性能的影响。

1 垂直腔面发射激光器的结构及其主要工作特性

VCSEL(Vertical Cavity Surface Emitting Laser)，全名为垂直腔面发射激光器，它的主要材料是砷化镓半导体，具有广泛的应用前景，VCSEL结构如图1所示。

图1 典型的VCSEL结构示意图

VCSEL具有阈值特性。与传统光源相比，阈值电流低，只有几毫安。当偏置电流小于阈值电流时输出光光线十分微弱且为非相干光，光谱范围大，频率成分多。当偏置电流大于阈值电流时，激光器正常工作，输出光为一种频率的相干光。

VCSEL具有偏振开关特性。由于VCSEL结构的特异性，研究发现，垂直腔面激光发射器在各个方向上的差异性比较小，在整个横模空间内可以说是对称的，根据输出光互相垂直的特性，将这两种偏振模式分别定义为X模式和Y模式。这两种不同的偏振模式对外界条件的改变比较敏感，电流强度、反馈强度的改变都会引起偏振模式的改变。……