随着信息技术的飞速发展,人们对信息的高速率、高保密性能有着越来越高的需求。近年来,基于半导体激光器的混沌保密通信因其所展现的巨大应用前景而成为研究者关注的焦点之一。通常情况下,半导体激光器在外部扰动(如外部延迟反馈)下可获得复杂的混沌输出。然而伴随着外部延迟机制的引入,该系统所输出的混沌信号也通常具有了明显的时延特征。这些明显的时延特征给窃密者提供了可利用来破解重构混沌载波的线索,从而使得激光混沌通信的系统安全性受到了威胁。因此,研究半导体激光混沌系统的时延特征具有重要的意义。目前人们对半导体激光混沌系统的时延特征研究大多关注于光场的强度部分(即强度时延特征,I-TDS)。其实半导体激光器输出的光场包含强度和相位两部分。近年来的相关研究发现即使外腔反馈半导体激光器的混沌输出的光场强度时延特征得到了抑制,而其光场相位中的时延特征(P-TDS)还是比较明显的,这仍然给窃密者提供了可能的攻击线索。针对P-TDS问题,目前相关的研究主要集中在DFB激光器构建的混沌系统。而近年来发展迅猛的垂直腔面发射激光器(VCSELs),与DFB激光器相比,具有低阈值电流、高光纤耦合率等独特优势。当前对基于VCSELs的混沌系统的P-TDS研究还非常缺乏。因此,研究基于VCSELs的混沌系统的P-TDS问题,对于获得新型的低时延特征混沌源以及发展高安全性能的混沌保密通信系统都具有重要的意义。基于自旋反转模型,本文分别系统地分析了互耦VCSELs系统混沌输出的P-TDS和主副VCSELs系统混沌输出的TDS及其带宽(BW)。首先,对于互耦VCSELs系统,运用自相关函数(SF)和排列熵(PE)方法,分析了耦合强度、频率失谐对系统混沌输出P-TDS的影响,并与I-TDS进行了比较。研究结果表明：在较弱的耦合强度作用下,混沌I-TDS很弱而P-TDS却比较明显；在合适的耦合强度下,混沌P-TDS和I-TDS可以同时得到抑制。通过进一步考察频率失谐对TDS的影响,确定了互耦VCSELs系统同时输出四路P-TDS和I-TDS均得到有效抑制的混沌信号所需的参数范围。其次,针对主副VCSELs系统,数值研究了系统输出的动力学特性；并分析了注入强度、主激光器(M-VCSEL)与副激光器(S-VCSEL)之间的频率失谐以及M-VCSEL所受到的光反馈强度对系统混沌输出TDS(包括I-TDS和P-TDS)以及输出BW的影响。研究结果表明：在合适的注入强度和频率失谐下,该混沌系统输出的两个偏振分量(X-PC和Y-PC)中的P-TDS和I-TDS均可以得到有效抑制。进一步的,通过分析注入强度对混沌BW的影响,发现在较大负频率失谐区域,系统可输出BW超过30GHz的X-PC和Y-PC混沌信号；结合系统输出混沌的TDS与BW特性,通过选择合适的注入参数,可得到宽带宽、低时延特征的混沌信号输出。此外,在一定的注入强度下,通过合理选择反馈强度,可以显著优化系统的混沌信号输出。