随着信息技术的发展,传统的电信号传输己无法满足现代人们所需的指数级增长的信息量,而光信号由于其极宽的频带,良好的保密性能以及其作为至今为止最快的传输方式得到各研究者的喜爱,并己实现了信息的传输,然而其利用混沌信号实现安全保密的系统还处在研究初期,本文主要的工作和成果如下:首先,介绍了关于混沌通信的国内外研究近况,产生混沌信号及其信号同步的条件,以及基于具有反馈半导体激光器的速率方程。其次,本文通过求解速率方程,计算了同步误差、互相关系数、绘出了吸引子图、分岔图、鲁棒性图等,研究了通向混沌的动力学,表明由部分透射光镜诱导的激光器之间的耦合能导致完全同步的混沌动力学。论文的研究发现不同的系统参数可以实现不同的同步质量,通过仿真,获得了最优的系统参数。利用了外加噪声信号来作为外部扰动,发现若是有微扰时,系统中接收机和发射机处于失步状态,在微扰消失时,接收和发射端可以瞬间恢复同步,说明本系统具有优秀的鲁棒性。根据混沌同步的鲁棒性,论文提出且通过数值仿真实现了三种混沌通信的方案。1.两个激光器之间的双向通信:通过传输的信息对反馈混沌载波的相位调制来对信号进行加密或编码,再检测两个激光器的光功率差异也就是同步误差。若是同步误差不是0,表明激光器发送的比特不同,反之,则相同。对同步误差进行滤波再与本地信号进行对比运算,即能恢复发送方的信号,实现解密。2.多个激光器之间的双向通信1:传输信息调制到多个激光器的偏置电流,将信息堙没在混沌载波中,从而完成信息的编码。数字实验发现,三方同步发送和接收信号时,任意两个激光器之间的同步误差只和两者的传输信号差异值有关,而与第三方发送的信号无关。因此,本文根据检测同步误差,实现了基于偏置电流调制的三方通信的解密。3.多个激光器之间的双向通信2:将传输信息调制反馈相位,从而完成信息的编码。通过推导,得出可行的反馈相位调制方式,数字实验发现,该种调制方式与调制偏置电流相似,激光器间的同步误差只与两者的传输信息差异值有关,由此,实现了基于相位调制的三方通信的解密。最后,本论文通过绘制解码的眼图判断上述三种方案的传输质量,检测激光器间的同步误差,再通过滤波器滤波整形,绘制出解码的眼图。数字实验发现,三种方案的解码眼图张开的宽度都很大,也就是说,上述三种方案传输的性能都非常优良。在安全方面,由于混沌信号的高度复杂性,窃听者难以实现同步且解调信号需要本地发送的信号,因此系统具备优良的安全性能。