Chaos and synchronization in opto-electronic devices with delayed feedback

Show simple item record

dc.contributor.author Nguimdo, Romain Modeste
dc.date 2011
dc.date.accessioned 2020-04-27T16:31:40Z
dc.date.available 2020-04-27T16:31:40Z
dc.date.issued 2020-04-27
dc.identifier.uri http://hdl.handle.net/11201/152149
dc.description.abstract [spa] Esta tesis tiene por objetivo general el estudio de la dinámica no lineal en distintos sistemas electro-ópticos. Por un lado se estudia la utilización de estos sistemas para generar caos de alta complejidad con vistas a comunicaciones ópticas encriptadas y por otro como generadores de microondas de alta pureza espectral. La rapidez de la dinámica permite alcanzar velocidades de transmisi´on de varios Gb/s. Aunque se han obtenido resultados muy interesantes en el lado de las prestaciones, las cuestiones relacionadas con la seguridad han estado mucho menos consideradas. Se ha visto que en algunos casos los parámetros de operación pueden identificarse en la portadora caótica transmitida. En particular si bien el tiempo de retraso es un elemento clave en la generación de caos, también es uno de los parámetros más vulnerables a identificación. En este contexto, investigamos la seguridad en las configuraciones existentes más comunes: láseres de semiconductor con retroalimentación óptica y sistemas electro-ópticos con retroalimentaci´on diseñados para generar caos en la intensidad o en la fase. Los resultados de este estudio demuestran que el retraso se puede sacar en todos estos sistemas usando diversos métodos de análisis de series temporales, tales como la autocorrelación y la entropía mutua retrasada. Llegados a este punto nos centramos en el desarrollo de sistemas que presenten un grado más elevado de seguridad. Como primera propuesta investigamos la dinámica en dos sistemas con realimentación electro-óptica en los que implementamos una retroalimentación adicional en el láser de semiconductor utilizado como fuente de luz en el sistema. Con este método, aumentamos tanto el número de parámetros del sistema como la complejidad de su dinámica. Una segunda propuesta consiste en la introducción de un novedoso sistema que integra una clave digital en el sistema caótico, lo cual constituye un primer puente entre la criptografía algorítmica y la basada en caos. Por un lado, la clave digital aumenta en forma significativa el tamaño de la clave global del sistema. Por otro, los resultados indican que la clave digital permite camuflar el tiempo de retraso, de manera que este no puede ser identificado analizando la serie temporal con las técnicas usuales. Simultáneamente el caos generado por el doble bucle de retraso camufla la clave digital. Támbien, consideramos una configuración que incorpora dos bucles electro-ópticos para generación de caos en fase acoplados en paralelo. Encontramos que dicho sistema permite ocultar los tiempos de retraso relacionados con el bucle interno, incluso sin llave digital. Esta configuración permite también la inclusión de una clave digital la cual aumenta el tamaño de la clave global del sistema. En este caso la clave digital dificulta la identificación de los tiempos de retraso asociados al bucle externo, pero no llega a camuflarlos completamente. Después del análisis de la seguridad en los sistemas actuales y de la propuesta de nuevos sistemas, estudiamos los efectos del canal de transmisión. En particular analizamos los efectos de la dispersión en la fibra óptica. Los resultados indican que el mensaje no se puede recuperar despu´es algunos kilómetros de propagación en fibra monomodo usual. Pero, el mensaje se recupera correctamente si compensamos la dispersión de forma adecuada o si usamos fibra con dispersión desplazada. Finalmente para mostrar los múltiples usos de los sistemas electro-ópticos, investigamos un sistema electro-óptico con doble bucle para generar microondas de alta pureza espectral. Encontramos que este sistema puede generar microondas de mucha mayor amplitud que su equivalente con un sólo bucle. Además, demostramos que este sistema permite reducir el ruido de fase hasta 20 dB permitiendo obtener unas prestaciones mejores que los sistemas anteriores (-50 dB a 10Hz y -150 dB a 1 Mhz ca
dc.format application/pdf
dc.format.extent 157 ca
dc.language.iso eng ca
dc.publisher Universitat de les Illes Balears
dc.rights all rights reserved
dc.rights info:eu-repo/semantics/openAccess
dc.subject.other Generación de las microondas ca
dc.subject.other Efectos de la fibra óptica ca
dc.subject.other Clave digital para comunicaciones caóticas ca
dc.subject.other Sistemas con retrasos ca
dc.subject.other Comunicaciones caóticas ca
dc.subject.other Dispositivos optoeléctricos ca
dc.subject.other Reducción del ruido de la fase ca
dc.title Chaos and synchronization in opto-electronic devices with delayed feedback ca
dc.type info:eu-repo/semantics/doctoralThesis
dc.type info:eu-repo/semantics/publishedVersion
dc.subject.udc 53 - Física ca
dc.subject.ac Física ca
dc.contributor.director Colet Rafecas, Pere
dc.doctorat Doctorat en Física (extingit)


Files in this item

This item appears in the following Collection(s)

Show simple item record

Search Repository


Advanced Search

Browse

My Account

Statistics