Synchronization properties of chaotic semiconductor lasers and applications to encryption

Claudio R. Mirasso; Raúl Vicente; Pere Colet; Josep Mulet; Toni Pérez

doi:10.1016/j.crhy.2004.03.007

Synchronization properties of chaotic semiconductor lasers and applications to encryption
[Un système cryptographique à laser à semi-conducteurs à courte cavité]

Présenté par : Guy Laval

Claudio R. Mirasso ^1,² ; Raúl Vicente ² ; Pere Colet ³ ; Josep Mulet ² ; Toni Pérez ²

¹ Department of Electrical Engineering, 56-147C Engineering IV, UCLA, Los Angeles, CA 90095-159410, USA
² Departament de Fı́sica, Universitat de les Illes Balears, 07122 Palma de Mallorca, Spain
³ Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados (IMEDEA) CSIC-UIB, Campus UIB, 07122 Palma de Mallorca, Spain

Comptes Rendus. Physique, Volume 5 (2004) no. 6, pp. 613-622.

Résumé
Abstract

Les principales propriétés de couplage unidirectionnel entre deux laser à semiconducteurs monomodes (configuration maître-esclave) sont passées en revue. Cette analyse s'appuie sur des simulations numériques du modèle des équations d'évolution du laser à semiconducteur. L'émetteur, ou encore le laser maître, est constitué d'un laser semiconducteur monomode à cavité externe soumis à une contre-réaction optique, et fonctionnant en régime chaotique. Le récepteur, ou laser esclave, est semblable à l'émetteur, mais il peut fonctionner soit en régime chaotique comme l'émetteur (configuration en boucle fermée), soit sans contre-réaction optique (configuration en boucle ouverte), c'est-à-dire en régime continu lorsqu'il est non couplé. Cette dernière configuration est l'une des plus simples et des plus communes dans le contexte des systèmes de sécurisation des télécommunications optiques par chaos.

We review the main properties of two unidirectionally coupled single-mode semiconductor lasers (master-slave configuration). Our analysis is based on numerical simulations of a rate equations model. The emitter, or master laser, is assumed to be an external-cavity single-mode semiconductor laser subject to optical feedback that operates in a chaotic regime. The receiver, or slave laser, is similar to the emitter but can either operate in a chaotic regime, as the emitter (closed loop configuration), or without optical feedback and consequently under CW when it is uncoupled (open loop configuration). This configuration is one of the most simple and useful configuration for chaos based communication systems and data encryption.

Publié le : 2004-07-01

DOI : 10.1016/j.crhy.2004.03.007

Keywords: Synchronization, Chaos, Chaos encryption, Optical chaos communications, Semiconductor lasers
Mot clés : Synchronisation, Chaos, Cryptographie par chaos, Télécommunications optiques par chaos, Lasers semiconducteurs

Affiliations des auteurs :

Claudio R. Mirasso ^{1, 2} ; Raúl Vicente ² ; Pere Colet ³ ; Josep Mulet ² ; Toni Pérez ²

¹ Department of Electrical Engineering, 56-147C Engineering IV, UCLA, Los Angeles, CA 90095-159410, USA
² Departament de Fı́sica, Universitat de les Illes Balears, 07122 Palma de Mallorca, Spain
³ Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados (IMEDEA) CSIC-UIB, Campus UIB, 07122 Palma de Mallorca, Spain

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Claudio R. Mirasso; Raúl Vicente; Pere Colet; Josep Mulet; Toni Pérez. Synchronization properties of chaotic semiconductor lasers and applications to encryption. Comptes Rendus. Physique, Volume 5 (2004) no. 6, pp. 613-622. doi : 10.1016/j.crhy.2004.03.007. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2004.03.007/

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