光学混沌源因其独特优势，在物理层保密通信、高速随机数发生器、高精度雷达等方面得到广泛应用。光学混沌系统的理论与设计已成为目前十分活跃的研究领域，备受学者关注。作为系统安全的基础组成部分，混沌源的设计显得十分重要。针对光学混沌源面临的动力学复杂性、时域统计特征、实现代价、稳定性及鲁棒性等问题，光学与电子信息学院光通信与光网络系和下一代互联网接入系统国家工程实验室程孟凡老师课题组，开展了多项相关研究。

课题组深入研究了反时间混沌（Reverse time chaos）理论，针对高速数字信号设计了相应的微波光子滤波器，率先在光域实现了反时间混沌信号发生。相关论文High-frequency reverse-time chaos generation using an optical matched filter已经发表于Optics Letters, 41(6) pp. 1157-1160, 2016。博士生江星星和刘德明教授为共同第一作者，程孟凡老师为通讯作者。

基于光域反时间混沌的发生机制，设计了一种混合反馈式宽带光混沌信号发生结构。可产生高动力学复杂度，大带宽，且易于同步的混沌光信号。该研究论文Electro-optic chaotic system based on the reverse-time chaos theory and a nonlinear hybrid feedback loop发表于Optics Express, 24(25) pp. 28804-28814, 2016。博士生江星星为第一作者，程孟凡老师为通讯作者。

基于反时间混沌理论的系统对实验器件的参数提出了较高的要求。为了保留上述混沌系统的优势，并降低实现难度和实现代价，课题组利用基于色散的相位信息到强度的转化机制替代了反时间混沌发生中的特殊光域滤波器件，可以有效地降低系统的实现代价。产生的信号具有较好的类噪声的特性，并且具有很好的鲁棒性。该研究结果在2017年国际光通信会议OFC2017上得到了展示[OFC, Th2A.49, 2017]，相关论文Reproducible optical noise-like signal generation subjected by digital sequences已发表在于Optics Express , 25(23) pp. 29189-29198, 2017。博士生江星星为第一作者，程孟凡老师为通讯作者。

课题组还研究了多路互不相关的模拟混沌信号产生方法， 采用多路延时相位调制及并行光耦合机制，消除了系统的延时统计特征，可同时产生多路混沌信号。相关论文An Optically Coupled Electro-Optic Chaos System With Suppressed Time-Delay Signature 已发表于 IEEE Photonics Journal, 9(3) p. 6601009, 2017。硕士生祝新华为第一作者，程孟凡老师为通讯作者。

程孟凡老师课题组属于光电信息学院光通信与光网络系/下一代互联网接入系统国家工程实验室物联接入研究所，研究方向包括光学混沌理论、光纤保密通信、安全光接入系统等，研究获得国家自然科学基金青年项目的支持。

来源：华中科技大学