半导体激光器是近代电子电路的重要元件,它运行过程中产生的混沌信号具有独特的保密性质,使其在保密通信以及光纤传输等领域具有广泛的应用前景。半导体激光器的混沌同步问题成为近年来该领域的研究热点。但是,由于受诸多因素的影响,目前半导体激光器的混沌同步研究,主要集中在实验方面,其研究成果具有一定的局限性和个例性,半导体激光器的混沌同步控制理论研究与分析仍然十分薄弱。因此,研究一种易于实现、鲁棒性强的半导体激光器混沌同步策略,具有重要的理论意义和实用价值。论文的研究对进一步完善半导体激光器的混沌理论和控制方法,丰富和完备半导体激光器的数学同步理论,推进未来半导体激光器在混沌保密通信和混沌保密网络中的广泛应用,提供了较强的理论依据及技术参考。论文对半导体激光器产生混沌信号的不同方式进行了深入分析,重点探讨了基于光反馈、光注入和光电反馈三类典型的半导体激光器的混沌同步理论。并针对每种半导体激光器混沌产生的不同方式,采取在实际应用中较容易实现的混沌同步方法进行研究,提出了实现各种同步控制策略下的同步条件。论文的主要研究工作如下:(1)参照半导体激光器的经典书籍《Semiconductor Lasers:Stability,Instability and Chaos》中对半导体激光器的研究方式,对光反馈、光注入和光电反馈三类半导体激光器产生的混沌信号进行了全面分析。参照这样的模式进行分析,可使整个论文研究具有较好的系统性,也方便对不同方法间的相互对比。(2)对于光反馈半导体激光器的混沌同步方法,主要完成了如下几个方面的工作:(1)采用LMI(线性矩阵不等式)方法讨论了带有时滞项的光反馈半导体激光器的混沌脉冲同步条件;(2)给出基于LMI方法的模糊同步策略,根据所选取模糊规则的不同,给出不同的模糊同步策略;(3)结合脉冲同步和模糊同步提出了一种脉冲模糊同步策略,并给出了达到渐进稳定和指数稳定的充分条件;(4)研究了光反馈半导体激光器间歇控制策略;(5)结合间歇控制和自适应方法,提出了自适应间歇控制方法来实现光反馈半导体激光器的同步;(6)结合模糊方法和间歇控制方法,提出了系统的模糊间歇同步策略;(7)对所用的同步方法进行数值仿真,验证了方法的有效性。(3)对光注入半导体激光器的混沌同步问题,主要做了以下工作:(1)讨论了光注入半导体激光器的脉冲同步策略,采用稳定性理论,得到了系统稳定的充分条件;(2)结合脉冲和自适应方法,提出了光注入半导体激光器的自适应脉冲同步策略,给出了系统达到渐进稳定和指数稳定的充分条件;(3)提出了光注入半导体激光器的间歇控制策略,并给出了系统渐进稳定的同步方案;(4)结合自适应方法和间歇控制方法,提出了光注入半导体激光器的自适应间歇同步策略;(5)对同步方法进行了数值仿真,验证了方法的有效性。(4)对于光电反馈半导体激光器的混沌同步问题,做了以下工作:(1)对光电反馈半导体激光器的混沌脉冲同步问题进行了全面分析,使用Lyapunov方法得到其稳定的充分条件;(2)基于LMI方法提出了光电反馈半导体激光器模糊同步策略;(3)结合脉冲同步和模糊同步提出了脉冲模糊同步策略,并给出了系统达到渐进稳定和指数稳定的充分条件;(4)研究了间歇控制策略,并采用Lyapunov方法给出了稳定的同步方案;(5)结合间歇控制和自适应方法,研究了非线性部分的自适应准则,并提出达到稳定的充分条件;(6)对所用方法进行了数值仿真,验证了方法的有效性。综上所述,论文把脉冲理论、模糊理论和间歇控制理论引入到半导体激光器的混沌同步研究中。结合脉冲微分方程,时滞微分方程,模糊微分方程、模糊时滞微分方程和Lyapunov稳定性理论,研究了三类半导体激光器混沌同步的稳定性,并采用数值模拟,验证了方法的有效性。