تحليل التزامن لمنظومة اتصالات ضوئية تستخدم ليزر دايود معرض لتغذية ضوئية رجعية مزدوجة == Analysis of synchronization for an optical communication system using a laser diode subjected to double optical feedback
Author name:
منتظر جواد خضير الطائي
Supervisor name:
فراس صبيح محمد
General topic:
Physics
Specific topic:
Optical Fiber
Degree:
Master
University:
Mustansiriyah University - College Of Science
Language:
English
University location:
Baghdad
First pages:
26T1942 - p.pdf
Abstract:
ان ليزر اشباه الموصلات الخاضع للتغذية الضوئية الرجعية يمكن ان يولد اشارة فوضوية ذات ابعاد كبيرة تستخدم بتطبيقات الانتقال الامن للمعلومات في الاتصالات الضوئية. التغذية الضوئية الرجعية ممكن ان تسبب تغيرات كبيرة في خصائص الليزر، مثل تيار العتبة، والكفاءة التفاضلية، خرج الطاقة وخط الطيف.اضطراب ليزر اشباه الموصلات يوفر تقنية مفيدة جدا ، ما يسمى الاتصالات الفوضوية. والفكرة هي ببساطة تحميل (ترميز) الرسالة المرسلة على الموجة الفوضوية واستخراجها حين وصولها الى (المستلم) اذا حصل التزامن بينه وبين (المرسل). في رسالة الماجستير هذه ، نقوم بدراسة السلوك الديناميكي غير الخطي في ليزر اشباه الموصلات ذي التكوين (المسيطر - التابع) في منظومات الاتصالات الامنة. سيتم تحقيق الهدف من هذا البحث عن طريق دراسة نوعية تزامن منظومات ليزر اشباه الموصلات ذات الحلقة - المفتوحة والحلقة - المغلقة, من خلال تقييم تاثير المعاملات المؤثرة على هذه المنظومات, مثل زمن التغذية الضوئية الرجعية , زمن الحقن الضوئي, وقوتي التغذية الضوئية الرجعية والحقن الضوئي.تم دراسة تاثير قوة التغذية الضوئية الرجعية المزدوجة والحقن الضوئي في منظومة الحلقة المفتوحة. وقد اظهرت النتائج عدم الترابط او الترابط الجزئي بين الليزران لاغلب القيم, كما تصبح خريطة التزامن بشكل سحابة نقطية (عدم وجود ارتباط بين خرجي اليزر المسيطروالتابع) او خط تزامن متقطع. لكن يمكن ان مشاهدة نوعية التزامن الممتازة بشكل واضح عندما تكون قيم العوامل المؤثرة ( kf = 0.14 وkinj =0.28) وتثبيت قيم τf ) وτ ) عند (1ns) . في حين ان تاثير تغير قيم τf ) وτ ) في منظومة الحلقة - المفتوحة اظهر ان ا افضل نتيجة حصلنا عليها كانت عند (kf = 0.14 , ( kinj =0.28 و) τf ,τ =1.6 ns (. حيث ظهر خط تزامن مستمر تقريبا مع غيمة من نقاط قليلة متفرقة ووجود اختلاف قليل في كثافة الحاملات لليزر المرسل والمستلم. النتائج الحسابية اظهرت ان المنظومة الضوئية يمكن ان تكون اكثر استقرارا من خلال استخدام الليزر المستلم مع نظام التغذية الضوئية الرجعية ذي الحلقة - المغلقة من خلال ظهور خطوط تزامن مستمرة وتطابق كثافة الحاملات لليزر المرسل والمستلم . وهذا يدل على امكانية تحسين نوعية التزامن باستخدام التغذية الضوئية الرجعية مع كلا الليزران المرسل والمستلم. من ناحية المنظور التطبيقي للاتصالات الفوضوية المشفرة تعد النتائج التي حصلنا عليها مهمة لتحديد ظروف التشغيل الافضل وتقييم محددات اداء منظومات التغذية الضوئية الرجعية التي تعتمد على ترابط التزامن بين الليزران. | In semiconductor lasers, chaos has offered a very useful technology, the so - called chaotic communication. The idea is simply to carry (encode) the transmitted message on a chaotic waveform and decode it on the receiver if the latter is synchronized to the transmitter .The aim of this work is to be achieved by numerical study of the synchronization quality of open - loop and close - loop Semiconductor Laser systems through assessing the effect of the variable parameters that affect these systems. Such as, optical feedback time( τ ), optical injection time (τf) optical feedback strength( kf ) and optical injection strength (king) The effect of optical injection and double optical feedback strength in open - loop system are studied. The results show the two lasers are decoupled or partially coupled for the most values as the synchronization map becomes a cloud of points (no correlation between master laser ( ML) and slave laser (SL) outputs) or discrete diagonal line. But, It can be clearly seen excellent synchronization quality when (kf = 0.14and kinj =0.28) while keeping (τ and τf ) fixed at (1ns). While under the the effect of varing τ and τf in open - loop scheme. The best result was when kf = 0.14, kinj = 0.28, =2 ns and f = 2 ns that shows semi - continuous diagonal line accompany with a few cloud of points and short mismatch in the carriers density correlation for the transmitter and receiver. The numerical results have founds that the system can be more stabilized by utilized a feedback loop at the slave diode in close - loop system. It is evident that the synchronization quality improves by using feedback loop on both lasers. From the perspective of applications in chaos communications and cryptography, our results will be helpful to determine optimal operating conditions and estimate performance limitations of optical feedback schemes based on synchronization of coupled lasers
