半导体激光器在适当的外部扰动下能够很容易地产生具有良好随机特性的宽带混沌激光。基于混沌激光的随机性,可将其作为提取随机序列的物理熵源。获益于混沌激光的宽带特性,将其作为熵源可大大提高现有随机数发生器所输出随机序列的码率。同时,由于混沌激光产生系统的初始条件难以准确测定且后续演化对初始条件极其敏感,目前的科学技术很难从已知的混沌时间序列中反推出它的产生规律。即基于混沌激光可以获得几乎完全不能被预测的随机数。因此,基于宽带混沌激光的随机数发生器可以产生高速、高质量的随机数,在现代科学技术和日常生活中有着非常广阔的应用前景。围绕基于超宽带混沌激光的高速随机数发生器,本文主要进行了如下工作:
　　1.参照课题组先前的研究成果,利用外部光注入的方法提高了光反馈半导体激光器所输出混沌激光的带宽,为2.87Gbps高速随机数发生器的设计准备了超宽带的混沌信号产生源。
　　2.基于半导体激光器产生的超宽带混沌激光的类噪声特性,对混沌时间序列进行采样、模数转换和异或运算。介绍了2.87Gbps高速随机数发生器的系统结构,详细说明了由超宽带混沌激光提取2.87Gbps高速随机数的机理。
　　3.基于宽带探测器、放大器、高速比较器、D触发器、多频率输出的高速时钟等硬件,设计了多采样频率的模数转换电路,对超宽带混沌激光进行模数转换,实验获得单路2.87Gbps码率的随机数输出。
　　4.采用高速异或门,对并行的两路经模数转换电路所得的随机序列进行按位异或运算,有效改善了混沌激光所产生随机数的随机性。
　　5.采用NIST随机性测试标准,评估了2.87Gbps高速随机数发生器所产生的各码率随机序列的随机性。结果表明,2.87Gbps高速随机数发生器所输出的各码率随机数具有良好的随机性。