一種超快實(shí)時(shí)光學(xué)真隨機(jī)碼型發(fā)生器的制造方法
【專利摘要】一種超快實(shí)時(shí)光學(xué)真隨機(jī)碼型發(fā)生器是將鎖模脈沖激光器輸出的超短光脈沖序列加載到全光開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)輸入端；同時(shí)激光混沌熵源輸出的連續(xù)混沌光信號(hào)由全光開(kāi)關(guān)的探測(cè)信號(hào)端輸入，全光開(kāi)關(guān)完成對(duì)混沌光信號(hào)的下采樣，輸出光脈沖序列；采樣后獲得混沌光脈沖序列濾除閑散噪聲后，經(jīng)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換為混沌電脈沖序列加載到差分比較器的正極端；可調(diào)諧穩(wěn)壓源輸出的電壓信號(hào)作為比較電壓加載到差分比較器負(fù)極端；當(dāng)混沌電脈沖峰值電壓大于比較電壓時(shí)，差分比較器輸出高電平‘1’碼；反之輸出低電平‘0’碼，此連續(xù)且隨機(jī)出現(xiàn)的高低電平構(gòu)成高速實(shí)時(shí)真隨機(jī)碼序列。本實(shí)時(shí)碼率高達(dá)10 Gb/s量級(jí)，極大地滿足了當(dāng)前高速保密通信的需求。
【專利說(shuō)明】
一種超快實(shí)時(shí)光學(xué)真隨機(jī)碼型發(fā)生器
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明與一種真隨機(jī)碼型發(fā)生器有關(guān)，尤其是一種用于信息安全及保密通信領(lǐng)域 的超快實(shí)時(shí)光學(xué)真隨機(jī)碼型發(fā)生器。
【背景技術(shù)】
[0002] 隨機(jī)碼在保密通信領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。安全可靠隨機(jī)碼的產(chǎn)生關(guān)系到國(guó)防安 全、金融穩(wěn)定、商業(yè)機(jī)密以及個(gè)人隱私等眾多方面。
[0003] 在保密通信中，一般利用隨機(jī)碼作為密鑰對(duì)明文信息進(jìn)行加密，以保證所傳輸信 息的安全可靠。絕對(duì)保密的通信必須依靠由Shannon提出的"一次一密"技術(shù)。其基本思想 是利用非決定性的隨機(jī)密碼對(duì)明文信息進(jìn)行"一對(duì)一"甚至"多對(duì)一"的加密，要求該密碼只 被使用一次且長(zhǎng)度不短于明文長(zhǎng)度。換言之，絕對(duì)安全保密通信方式的實(shí)現(xiàn)，要求碼率不低 于通信速率的真隨機(jī)碼的大量、實(shí)時(shí)產(chǎn)生。
[0004] 利用算法可以產(chǎn)生快速隨機(jī)碼，但其具有周期性、可破解，是偽隨機(jī)碼，無(wú)法保證 信息的絕對(duì)安全。利用物理隨機(jī)過(guò)程作為熵源，可產(chǎn)生無(wú)法被破解的真隨機(jī)碼，可從根本上 杜絕信息泄露事件的發(fā)生。然而，現(xiàn)有真隨機(jī)碼產(chǎn)品多采用熱噪聲作為熵源，受限于傳統(tǒng)物 理熵源的帶寬瓶頸，其碼率處于Mb/s量級(jí)，與現(xiàn)代高速信息傳輸速率差距巨大。
[0005] 近年來(lái)，混沌激光這一新型寬帶物理熵源的出現(xiàn)，使得真隨機(jī)碼發(fā)生器在產(chǎn)生速 率方面獲得了突破性的發(fā)展。2008年，日本內(nèi)田淳夫課題組在國(guó)際知名期刊Nature Photonics上首次利用激光混純熵源，實(shí)現(xiàn)了1.7 Gb/s真隨機(jī)碼的在線、實(shí)時(shí)產(chǎn)生[Nat. Photon.，vol. 2，pp. 728-732，2008]。2013年，
【申請(qǐng)人】所在課題組利用混沌激光器成功 構(gòu)建了最快碼率達(dá)4.5 Gb/s的真隨機(jī)碼發(fā)生器[Opt. Express, 21(17): 20452-20462， 2013]〇
[0006] 然而，就發(fā)明人所知，除了上述兩個(gè)在先技術(shù)報(bào)道的實(shí)時(shí)隨機(jī)碼產(chǎn)生之外，大部分 研究更多的是理論探討，其方法都是通過(guò)對(duì)實(shí)驗(yàn)采集得到的物理過(guò)程的時(shí)間序列進(jìn)行離線 計(jì)算機(jī)處理而實(shí)現(xiàn)的。嚴(yán)格來(lái)講，這種離線處理方法只能得到隨機(jī)"數(shù)"，而不能產(chǎn)生實(shí)時(shí)連 續(xù)輸出的隨機(jī)碼。而隨機(jī)碼發(fā)生器的實(shí)時(shí)輸出是其在通信加密應(yīng)用中的必要條件。截至目 前，發(fā)明人所在課題組利用激光混沌所構(gòu)建的真隨機(jī)碼發(fā)生器仍保持著當(dāng)前國(guó)際上真隨機(jī) 碼產(chǎn)生裝置的實(shí)時(shí)速率最快記錄，即4.5 Gb/s。
[0007] 限制其實(shí)時(shí)碼率進(jìn)一步提升的根本技術(shù)原因在于：電ADC面臨的"電子抖動(dòng)速率瓶 頸"。具體是電子ADC對(duì)信號(hào)進(jìn)行采樣及量化處理時(shí)，均需要外部電時(shí)鐘的驅(qū)動(dòng)。而當(dāng)前最尖 端的電時(shí)鐘在工作于MHz頻率范圍內(nèi)時(shí)，存在ps量級(jí)以上的大幅孔徑抖動(dòng);并且隨著工作頻 率的升高，該時(shí)間抖動(dòng)呈指數(shù)型惡化。這造成了當(dāng)前電ADC的實(shí)時(shí)響應(yīng)速率多處于5 Gb/s以 下。
[0008] 當(dāng)前通信速率已達(dá)10 Gb/s，要求速率與之相匹配的高速真隨機(jī)碼的實(shí)時(shí)、在線產(chǎn) 生，以確保信息傳輸?shù)慕^對(duì)安全。目前的真隨機(jī)碼產(chǎn)生技術(shù)距此碼率仍有相當(dāng)距離，不足以 徹底保證現(xiàn)代通信的絕對(duì)安全。因此，發(fā)展與當(dāng)前需求相匹配的高速、實(shí)時(shí)真隨機(jī)碼型發(fā)生 器已迫在眉睫，它是限制當(dāng)前絕對(duì)安全保密通信實(shí)現(xiàn)的最主要困難。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種超快實(shí)時(shí)光學(xué)真隨機(jī)碼型發(fā)生器，用以解決上述現(xiàn)有真 隨機(jī)碼產(chǎn)生技術(shù)中普遍存在的實(shí)時(shí)碼率不足問(wèn)題。
[0010] 為了解決上述問(wèn)題以及實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所采取的措施如下。
[0011] -種超快實(shí)時(shí)光學(xué)真隨機(jī)碼型發(fā)生器，包括鎖模脈沖激光器、激光混沌熵源、全光 開(kāi)關(guān)、光帶通濾波器、光電探測(cè)器、可調(diào)諧穩(wěn)壓源和差分比較器;其特征在于:鎖模脈沖激光 器輸出高重頻八時(shí)間抖動(dòng)處于fs量級(jí)的超短光脈沖序列，加載到全光開(kāi)關(guān)的控制信號(hào)輸入 端，控制全光開(kāi)關(guān)的通斷；同時(shí)激光混沌熵源輸出的連續(xù)混沌光信號(hào)由全光開(kāi)關(guān)的探測(cè)信 號(hào)端輸入，在控制信號(hào)超短光脈沖序列的作用下，全光開(kāi)關(guān)完成對(duì)混沌光信號(hào)的下采樣，輸 出重復(fù)頻率與超短脈沖序列頻率/?一致的、但峰值功率混沌起伏的光脈沖序列;采樣后獲得 混沌光脈沖序列經(jīng)光帶通濾波器濾除閑散噪聲后，經(jīng)光電探測(cè)器轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的混沌電脈沖 序列，加載到差分比較器的正極端;可調(diào)諧穩(wěn)壓源輸出的電壓信號(hào)作為比較電壓加載到差 分比較器的負(fù)極端；當(dāng)混沌電脈沖峰值電壓大于比較電壓時(shí)，差分比較器輸出為高電平'1' 碼;反之輸出低電平'〇'碼，此連續(xù)且隨機(jī)出現(xiàn)的高、低電平構(gòu)成高速實(shí)時(shí)真隨機(jī)碼序列。
[0012] 基于上述技術(shù)方案，進(jìn)一步的技術(shù)特征如下。
[0013] 所述鎖模脈沖激光器輸出的高重頻八時(shí)間抖動(dòng)處于fs量級(jí)的超短光脈沖序列中/ 取作10 GHz。
[0014] 所述可調(diào)諧穩(wěn)壓源輸出的比較電壓等于混沌電脈沖序列的峰值電壓的中值。
[0015] 所述高速實(shí)時(shí)真隨機(jī)碼序列的碼率由鎖模脈沖激光器輸出的超短光脈沖序列的 重復(fù)頻率/決定，等于10 Gb/s。
[0016] 實(shí)現(xiàn)上述本發(fā)明所提供的一種超快實(shí)時(shí)光學(xué)真隨機(jī)碼型發(fā)生器的技術(shù)方案，與在 先隨機(jī)碼產(chǎn)生技術(shù)相比，其優(yōu)點(diǎn)與積極效果在于： 第一，不存在周期性，可提供無(wú)限數(shù)量的真隨機(jī)碼，克服了偽隨機(jī)碼發(fā)生器固有周期性 限制。
[0017] 第二，實(shí)時(shí)碼率可達(dá)10 Gb/s量級(jí)，將現(xiàn)有真隨機(jī)碼發(fā)生器的實(shí)時(shí)碼率翻了 一番， 極大滿足了當(dāng)前高速保密通信的需要。
[0018] 第三，信號(hào)處理過(guò)程中不再需電時(shí)鐘的參與，打破了電時(shí)鐘孔徑抖動(dòng)造成的電ADC 的響應(yīng)速率瓶頸。
【附圖說(shuō)明】
[0019] 圖1是本發(fā)明一種超快實(shí)時(shí)光學(xué)真隨機(jī)碼型發(fā)生器的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0020] 圖中：1:鎖模脈沖激光器;2:激光混沌熵源;3:全光開(kāi)關(guān);4:光帶通濾波器;5:光電 探測(cè)器;6:可調(diào)諧穩(wěn)壓源;7:差分比較器。
[0021] 圖2是本發(fā)明激光混沌熵源輸出的連續(xù)混沌信號(hào)時(shí)序圖。
[0022] 圖3是本發(fā)明鎖模脈沖激光器輸出的超短脈沖序列時(shí)序圖。
[0023] 圖4是本發(fā)明全光開(kāi)關(guān)輸出的采樣后的混沌脈沖序列時(shí)序圖。
[0024] 圖5是本發(fā)明產(chǎn)生的超快實(shí)時(shí)真隨機(jī)碼序列波形圖。
【具體實(shí)施方式】
[0025] 下面對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作出進(jìn)一步的說(shuō)明。
[0026] 實(shí)施本發(fā)明上述所提供的一種超快實(shí)時(shí)光學(xué)真隨機(jī)碼型發(fā)生器，是在現(xiàn)有技術(shù)的 基礎(chǔ)上，利用鎖模激光器產(chǎn)生的高重頻、超低抖動(dòng)(fs量級(jí)）的超短光脈沖序列取代孔徑抖 動(dòng)極大(ps量級(jí)以上）的電時(shí)鐘，利用全光開(kāi)關(guān)3在光域中完成對(duì)混沌光信號(hào)的超低抖動(dòng)采 樣;繼而，利用電子差分比較器取代1位電子ADC作為量化器對(duì)其進(jìn)行量化編碼，無(wú)需電時(shí)鐘 的驅(qū)動(dòng)，即可產(chǎn)生出具有超快實(shí)時(shí)碼率的真隨機(jī)碼序列。
[0027]傳統(tǒng)意義或者常規(guī)方式上，真隨機(jī)密碼領(lǐng)域的技術(shù)人員采用的技術(shù)路線均是利用 光電探測(cè)器直接將連續(xù)的激光混沌信號(hào)轉(zhuǎn)換為電信號(hào)，繼而利用電時(shí)鐘作為觸發(fā)或誘導(dǎo)信 號(hào)，在電域中利用電ADC完成對(duì)其進(jìn)行采樣、量化及后續(xù)處理等全部過(guò)程。這就導(dǎo)致整個(gè)信 號(hào)處理過(guò)程中，均須要電時(shí)鐘的參與，ps甚至ns量級(jí)以上孔徑抖動(dòng)的存在嚴(yán)重限制了電子 ADC的響應(yīng)速率，導(dǎo)致當(dāng)前真隨機(jī)碼發(fā)生器最高實(shí)時(shí)速率不足5Gb/s。
[0028]本發(fā)明打破本領(lǐng)域研究人員采用電子ADC和電時(shí)鐘，完全在電域中對(duì)混沌信號(hào)進(jìn) 行所有的信號(hào)處理過(guò)程（即采樣、量化及后續(xù)處理）的思維慣性和定式，將采樣和量化過(guò)程 剝離開(kāi)來(lái)，采用全光開(kāi)關(guān)在光域中完成對(duì)混沌光信號(hào)的直接采樣，而后再于電域中采用電 子差分比較器對(duì)其進(jìn)行量化處理等，整個(gè)處理過(guò)程中無(wú)需電時(shí)鐘的參與，從而有效克服電 子時(shí)鐘抖動(dòng)給真隨機(jī)碼產(chǎn)生技術(shù)設(shè)置的電子速率瓶頸。本發(fā)明將現(xiàn)有真隨機(jī)碼發(fā)生器的實(shí) 時(shí)碼率至少翻了一番，沒(méi)有想到也沒(méi)能預(yù)見(jiàn)到有如此顯著的效果，完全能夠滿足現(xiàn)代高速 保密通信的安全需要，極大地拓寬了隨機(jī)碼發(fā)生器的應(yīng)用范圍。
[0029]本發(fā)明人所在課題組自2008年以來(lái)，長(zhǎng)期關(guān)注著真隨機(jī)碼發(fā)生器研究方向的最新 研究進(jìn)展。截至目前，尚未發(fā)現(xiàn)有任何相關(guān)研究人員考慮到將全光開(kāi)關(guān)與無(wú)需電時(shí)鐘驅(qū)動(dòng) 的電子差分比較器應(yīng)用于隨機(jī)碼型的產(chǎn)生。
[0030]本發(fā)明所公開(kāi)的一種超快實(shí)時(shí)光學(xué)真隨機(jī)碼型發(fā)生器，是由鎖模脈沖激光器1、激 光混沌熵源2、全光開(kāi)關(guān)3、光帶通濾波器4、光電探測(cè)器5、可調(diào)諧穩(wěn)壓源6及差分比較器7構(gòu) 成;鎖模脈沖激光器1輸出高重頻八時(shí)間抖動(dòng)處于fs量級(jí)的超短光脈沖序列，加載到全光開(kāi) 關(guān)3的控制信號(hào)輸入端，從而控制全光開(kāi)關(guān)3的通斷;激光混沌熵源2輸出的連續(xù)混沌光信號(hào) 由全光開(kāi)關(guān)3的探測(cè)信號(hào)端輸入，在控制信號(hào)(超短光脈沖序列）的作用下，全光開(kāi)關(guān)3完成 對(duì)混沌光信號(hào)的下采樣，輸出重復(fù)頻率與超短脈沖序列頻率/一致的、但峰值功率混沌起伏 的光脈沖序列（混沌光脈沖序列）；采樣后獲得的混沌光脈沖序列經(jīng)光帶通濾波器4濾除閑 散噪聲后，經(jīng)光電探測(cè)器5轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的混沌電脈沖序列，加載到差分比較器7的正(+)端； 可調(diào)諧穩(wěn)壓源6輸出的電壓信號(hào)作為比較電壓加載到差分比較器7的負(fù)（-)端；當(dāng)混沌電脈 沖峰值電壓大于比較電壓時(shí)，差分比較器7輸出為高電平（'1'碼），反之，輸出低電平（'0' 碼），這些連續(xù)且隨機(jī)出現(xiàn)的高、低電平構(gòu)成高速實(shí)時(shí)真隨機(jī)碼序列。其中所述的鎖模脈沖 激光器1輸出的高重頻八時(shí)間抖動(dòng)處于fs量級(jí)的超短光脈沖序列中/?取作10 GHz;所述的可 調(diào)諧穩(wěn)壓源6輸出的比較電壓等于混沌電脈沖序列的峰值電壓的中值;所述的高速實(shí)時(shí)真 隨機(jī)碼序列的碼率由鎖模脈沖激光器1輸出的超短光脈沖序列的重復(fù)頻率/決定，等于10 Gb/s。
[0031] 下面將結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】作出詳細(xì)說(shuō)明。
[0032]如附圖1中所示，鎖模脈沖激光器1輸出重復(fù)頻率10 GHz、波長(zhǎng)為1550 nm的超短光 脈沖序列（如附圖2所示），作為控制信號(hào)進(jìn)入到全光開(kāi)關(guān)3中。與此同時(shí)，激光混沌熵源2發(fā) 射的波長(zhǎng)為1560 nm的連續(xù)混沌光信號(hào)（如附圖3所示）由全光開(kāi)關(guān)3的探測(cè)信號(hào)端輸入。在 控制信號(hào)(超短光脈沖序列）的作用下，對(duì)應(yīng)超短脈沖的時(shí)刻，全光開(kāi)關(guān)3打開(kāi)，相應(yīng)時(shí)間的 混沌信號(hào)可輸出；反之，當(dāng)沒(méi)有超短脈沖的時(shí)刻，全光開(kāi)關(guān)3關(guān)閉，則無(wú)混沌信號(hào)輸出。這樣， 全光開(kāi)關(guān)3就完成了對(duì)混沌光信號(hào)的下采樣，輸出重復(fù)頻率與超短脈沖序列頻率f=10 GHz 一致的、但峰值功率混沌起伏的光脈沖序列(如附圖4所示）。
[0033] 采樣后獲得的混沌光脈沖序列經(jīng)光帶通濾波器4濾除閑散噪聲后，經(jīng)光電探測(cè)器5 轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的混沌電脈沖序列，加載到差分比較器7的正(+)端?？烧{(diào)諧穩(wěn)壓源6輸出的電壓 信號(hào)作為比較電壓加載到差分比較器7的負(fù)（_)端。調(diào)節(jié)可調(diào)諧穩(wěn)壓源6的比較電壓大小，使 之等于混沌電脈沖序列的峰值電壓的中值，則：當(dāng)混沌電脈沖峰值電壓大于比較電壓時(shí)，差 分比較器7輸出為高電平（'1'碼），反之，輸出低電平（'0'碼），這些連續(xù)且隨機(jī)出現(xiàn)的高、低 電平構(gòu)成高速實(shí)時(shí)真隨機(jī)碼型序列。圖5是所獲真隨機(jī)碼型圖：該高速實(shí)時(shí)真隨機(jī)碼序列的 碼率由鎖模脈沖激光器1輸出的超短光脈沖序列的重復(fù)頻率沒(méi)全決定，等于10 Gb/s。
[0034] 為了檢驗(yàn)本發(fā)明所產(chǎn)生的真隨機(jī)碼的隨機(jī)質(zhì)量，發(fā)明人采用美國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)和技術(shù) 研究所(NIST)提供的Special Publication 800-22隨機(jī)數(shù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)對(duì)所生成的隨機(jī)數(shù) 序列進(jìn)行了測(cè)試。NIST隨機(jī)數(shù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)是國(guó)際通用標(biāo)準(zhǔn)，共包含15項(xiàng)測(cè)試，每項(xiàng)測(cè)試結(jié)果 用殖表示。若P值大于顯著水平值f 0.01時(shí)，則表明所測(cè)隨機(jī)數(shù)序列通過(guò)了相應(yīng)的測(cè)試。 進(jìn)一步，計(jì)算了每項(xiàng)測(cè)試的通過(guò)率來(lái)進(jìn)一步驗(yàn)證序列隨機(jī)特性的有效性及正確性。當(dāng)每項(xiàng) 測(cè)試的通過(guò)率大于
吋，認(rèn)為所測(cè)隨機(jī)數(shù)具有良好的隨機(jī)性。這里，1- a
[0035] 具體地，發(fā)明人分別采集了1000組容量為1 Mbit的真隨機(jī)碼序列進(jìn)行NIST測(cè) 試。這時(shí)，要求每項(xiàng)測(cè)試的通過(guò)率大于0.9806。發(fā)明人的測(cè)試結(jié)果表明本發(fā)明所產(chǎn)生的各 種速率下的全光真隨機(jī)數(shù)均具有高質(zhì)量的隨機(jī)特性，皆能成功通過(guò)NIST隨機(jī)數(shù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)。 附表1給出了對(duì)本發(fā)明所產(chǎn)生真隨機(jī)數(shù)進(jìn)行NIST測(cè)試的一個(gè)最差的測(cè)試結(jié)果，但是各項(xiàng)測(cè) 試P值依然均大于0.01，各項(xiàng)測(cè)試通過(guò)率均大于0.9806,達(dá)到了隨機(jī)數(shù)測(cè)試標(biāo)準(zhǔn)，證明本發(fā) 明產(chǎn)生的真隨機(jī)碼隨機(jī)性良好。
[0036] 由以上論述可以看到，本發(fā)明的高速實(shí)時(shí)真隨機(jī)碼發(fā)生器在整個(gè)信號(hào)處理中，并 不需要電子時(shí)鐘和電子ADC的參與，從而有效避免了由電子時(shí)鐘抖動(dòng)導(dǎo)致的電子ADC速率瓶 頸問(wèn)題。本發(fā)明采用全光開(kāi)關(guān)利用超低抖動(dòng)的超短光脈沖在全光域中對(duì)混沌信號(hào)進(jìn)行超低 抖動(dòng)采樣，利用無(wú)需電時(shí)鐘驅(qū)動(dòng)的差分比較器對(duì)混沌脈沖進(jìn)行量化處理，產(chǎn)生10 Gb/s量級(jí) 的真隨機(jī)碼序列，將現(xiàn)有技術(shù)的碼率至少翻了一番。
[0037] 另外，需要特別指出的是，本發(fā)明所產(chǎn)生的真隨機(jī)數(shù)的碼率完全由鎖模脈沖激光 器的重復(fù)頻率決定，并與之保持一致。因此，通過(guò)控制這個(gè)參量可方便地對(duì)真隨機(jī)數(shù)碼率進(jìn) 行實(shí)時(shí)的〇~10 Gb/s的大范圍調(diào)諧，方便了不同規(guī)格通信網(wǎng)絡(luò)的高效利用。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種超快實(shí)時(shí)光學(xué)真隨機(jī)碼型發(fā)生器，包括鎖模脈沖激光器、激光混沌熵源、全光開(kāi) 關(guān)、光帶通濾波器、光電探測(cè)器、可調(diào)諧穩(wěn)壓源和差分比較器;其特征在于:鎖模脈沖激光器 (1)輸出高重頻八時(shí)間抖動(dòng)處于fs量級(jí)的超短光脈沖序列，加載到全光開(kāi)關(guān)(3)的控制信號(hào) 輸入端，控制全光開(kāi)關(guān)(3)的通斷；同時(shí)激光混沌熵源(2)輸出的連續(xù)混沌光信號(hào)由全光開(kāi) 關(guān)(3)的探測(cè)信號(hào)端輸入，在控制信號(hào)超短光脈沖序列的作用下，全光開(kāi)關(guān)(3)完成對(duì)混沌 光信號(hào)的下采樣，輸出重復(fù)頻率與超短脈沖序列頻率/一致的、但峰值功率混沌起伏的光脈 沖序列；采樣后獲得混沌光脈沖序列經(jīng)光帶通濾波器(4)濾除閑散噪聲后，經(jīng)光電探測(cè)器 (5)轉(zhuǎn)換為相應(yīng)的混沌電脈沖序列，加載到差分比較器(7)的正極端;可調(diào)諧穩(wěn)壓源(6)輸出 的電壓信號(hào)作為比較電壓加載到差分比較器(7)的負(fù)極端；當(dāng)混沌電脈沖峰值電壓大于比 較電壓時(shí)，差分比較器(7)輸出為高電平'1'碼;反之輸出低電平'0'碼，此連續(xù)且隨機(jī)出現(xiàn) 的高、低電平構(gòu)成高速實(shí)時(shí)真隨機(jī)碼序列。2. 如權(quán)利要求1所述的超快實(shí)時(shí)光學(xué)真隨機(jī)碼型發(fā)生器，其特征在于:所述鎖模脈沖激 光器(1)輸出的高重頻八時(shí)間抖動(dòng)處于fs量級(jí)的超短光脈沖序列中/取作10 GHz。3. 如權(quán)利要求1所述的超快實(shí)時(shí)光學(xué)真隨機(jī)碼型發(fā)生器，其特征在于:所述可調(diào)諧穩(wěn)壓 源(6)輸出的比較電壓等于混沌電脈沖序列的峰值電壓的中值。4. 權(quán)利要求1所述的超快實(shí)時(shí)光學(xué)真隨機(jī)碼型發(fā)生器，其特征在于:所述高速實(shí)時(shí)真隨 機(jī)碼序列的碼率由鎖模脈沖激光器（1)輸出的超短光脈沖序列的重復(fù)頻率/決定，等于10 Gb/s 〇
【文檔編號(hào)】G06F7/58GK105930131SQ201610270693
【公開(kāi)日】2016年9月7日
【申請(qǐng)日】2016年4月27日
【發(fā)明人】李璞, 王云才, 張建國(guó), 劉香蓮, 易小剛
【申請(qǐng)人】太原理工大學(xué)