提出了一种基于多模光纤模间色散的无时延特征混沌产生方案。在多模光纤长度为4.4 km、芯径为62.5 μm、反馈强度为0.1的条件下，实验获得了无时延特征的混沌信号。进一步理论分析了多模光纤的纤芯直径、相对偏移、长度对混沌光模场的影响，结果显示：随着纤芯直径和相对偏移的增大，模式数量逐渐增多，模场分布变复杂；随着光纤长度的增加，模式分离程度（即模间色散）增大。最终探明了多模光纤相对偏移、反馈强度、长度对时延特征的抑制规律。结果表明，在与实验相同的纤芯直径和反馈强度下，消除时延特征的多模光纤的临界长度为1 km。

混沌光的延时特征（TDS）和带宽（BW）是影响混沌激光应用的两个重要参量，常用来表征混沌光的混沌特性。将具有外腔光反馈的半导体激光器（SL）作为主激光器，将具有相位调制光反馈的SL作为从激光器，并将主激光器输出的混沌光单向双路注入到从激光器中，构成具有外光单向双路注入的相位调制光反馈的SL系统。数值研究了外光注入系数和反馈系数等参数对系统输出混沌光TDS的影响，进而在TDS被有效抑制的参数条件下，对系统输出混沌光的带宽进行了研究。结果表明，用该方案和通过对参数值区间的适当选取可以有效地抑制混沌激光的TDS，并且混沌激光的3 dB带宽最大约为20 GHz。

量子点微柱激光器由于微米量级的模式体积和特有的动力学输出特性，为光子集成及保密通信等应用提供了一个良好的研究平台。利用外腔光反馈的量子点微柱激光器产生双模混沌光场，研究分析了光反馈量子点微柱激光器在不同电流及反馈强度条件下的强弱模式竞争、时延特征及有效带宽的变化。结果表明：模式竞争较强时，即在强弱模分叉明显的电流区间，强弱模的输出功率差会随着强弱模反馈强度的增加先减小后增大；强弱模输出混沌光场的有效带宽随着强弱模反馈强度的增加呈现出先增加后减小之后再增加的变化，在泵浦电流为13 μA，强弱模反馈强度分别为4 ns^-1和3 ns^-1时，强弱模输出混沌光场的有效带宽增至首个峰值，分别为8.91 GHz和8.49 GHz；随着强弱模反馈强度的增加，强弱模输出混沌光场的时延特征峰值也呈现出先增加后减小之后再增加的变化，在泵浦电流为13 μA，强弱模反馈强度分别为16 ns^-1和14 ns^-1时，强弱模输出相干塌陷混沌光场的时延特征峰值分别降至最低，为0.083和0.092，且对应的有效带宽为11.31 GHz和11.02 GHz。

提出并实验验证一种级联啁啾光纤光栅反馈半导体激光器产生宽带、无时延混沌激光的方法。在该方法中，级联啁啾光纤光栅的高色散引入不规则的外腔模式，破坏了外腔模式谐振，进而消除混沌信号的时延特征。此外，不规则的外腔模式与激光器内部模式拍频，引入了新的高频振荡，进而增强混沌信号的带宽。对比研究了单个与级联啁啾光纤光栅反馈系统中色散光反馈强度、激光器与光栅波长失谐对混沌信号带宽及其时延特征的影响。结果表明，在强反馈、负波长失谐的条件下，级联反馈系统具有更好的带宽增强与时延特征抑制效果，获得了3 dB带宽12 GHz且无时延特征的混沌信号。

为有效抑制混沌信号的时延特征(TDS), 提出一种基于半导体环形激光器(SRL)滤波光反馈的结构。利用四阶龙格-库塔方法对模型进行了数值仿真, 并用自相关函数和延迟互信息对SRL输出混沌信号的TDS进行了量化。研究表明, 与普通光反馈结构相比, 滤波光反馈能有效消除由于外腔反馈延迟时间引起的TDS。通过计算自相关和互信息峰值在滤波频率失谐和滤波带宽构成的参数空间中的分布, 发现在正频率失谐区域TDS抑制效果最好。

利用双模行波模型，数值研究了半导体环形激光器（SRL）在相位共轭交叉光反馈下的非线性动力学特性。研究发现，当两个模式的相位变化不同步时，SRL表现出低频反相振荡，其振荡周期随着反馈时间的增大逐渐增加。而对于相位变化同步的情况，通过改变注入强度，SRL可输出单周期态、多周期态和混沌态。利用自相关函数识别了产生的混沌信号的时延特征（TDS）并利用功率谱技术计算了相应的带宽，发现TDS随着反馈强度的增加先逐渐减小再增大，而带宽随着反馈强度的增加呈近似线性增加。这说明通过恰当调节反馈强度，混沌信号的TDS可以被较好地抑制，该信号可应用于安全保密通信和随机数产生中。

外腔延时特征(TDS)和带宽是影响混沌激光应用的两个重要参量。将一个具有相位调制光反馈的半导体激光器输出的激光注入到另一个具有光电反馈的半导体激光器中,构成一个具有外光注入的光电反馈半导体激光器系统,即主从激光器系统,用于降低混沌激光的TDS并提高其带宽。数值研究了外光注入系数、反馈强度和抽运因子对TDS的影响,并研究了主激光器输出混沌光的TDS对从激光器输出混沌光TDS的影响。然后在TDS被有效抑制的基础上研究了系统输出混沌激光的带宽,结果表明:该方案可以有效地降低混沌激光的TDS,外光注入系数、反馈强度和抽运因子的增大都能拓宽混沌激光的带宽。

提出了一种利用光纤布里渊散射效应抑制光反馈半导体激光器时延特征的方法。实验研究发现，当平均功率为200 mW的混沌激光注入到长为10 km的单模光纤中，经过光纤的后向布里渊散射作用，混沌激光自相关曲线在时延105 ns处的峰值从0.251降低到0.075，互信息曲线在时延105 ns处的峰值从0.087降低到0.008。在此基础上，实验分析了注入光功率对混沌激光时延特征抑制效果的影响，结果表明，当混沌激光注入的平均功率在200~1500 mW范围内时，混沌激光的时延特征得到有效抑制；当测量次数在1~50范围内时，光纤布里渊散射对混沌激光时延特征的抑制效果较稳定。