窃听风云将不再发生?研究人员开发出基于QCL具有更高隐私度的光通信系统( 二 )

图1.工作原理
▲图解：左面板：实验装置显示发射器单元（浅灰色）和接收器单元（深灰色）。 a.在发射器部分，主激光器由镀金反射镜(M)产生的自光反馈无序驱动。由于具有压电旋转的中红外偏振器(pol) ，反馈强度得到精确调整。得益于非偏振分束器(NPBS) ，来自主激光器的部分信号通过光隔离器(ISO)发送到从激光器中，以避免反向耦合。来自主QCL的信号和来自从QCL的信号都由MCT检测器检索，然后进行分析。 LDD：激光二极管驱动器。右侧面板：在私人通信过程中检索到的时间序列。 b.同步情况。 c.反同步案例。 d.在反同步情况下消息恢复期间过滤的时间序列。颜色代码如下：消息的时间轨迹（绿色），放大30倍以获得更好的可视化效果；带有隐藏在信号中的编码信息的主激光（红色）强度的时间轨迹；从激光器的时间轨迹（蓝色）；红色和蓝色信号（紫色）之间差异的时间轨迹，在紫色时间轨迹的分析过程中，虚线设置了“0”位和“1”位之间的限制
混沌同步是私人通信的关键，而中红外波长意味着与大多数半导体激光器发射的近红外波长相比，大气的衰减较低。因此，我们可以设想传输距离很远，并且不受大气条件的影响。此外，中红外波长意味着隐身，因为背景辐射处于相同的波长范围内。
量子级联激光器的中红外波长使潜在的窃听者更难破译使用研究人员系统交换的信息。这意味着进一步提高了通信的安全性。

研究人员认为最显著的成就是两个QCL之间成功的混沌同步，长期以来，在这种结构中产生时间混乱的可能性一直存在争议，因为与大多数半导体激光器相比，它们依赖于不同的技术，这使得QCL总体上更加稳定，因此不太容易出现混乱。
到目前为止，研究人员仅描述了他们提出的系统的概念证明，其中两个量子级联激光器之间的距离仅为一米。这不是自由空间通信的现实配置。然而，他们希望改进他们的系统，使其更适合现实世界的实现。
【窃听风云将不再发生?研究人员开发出基于QCL具有更高隐私度的光通信系统】研究人员计划将这个距离增加到数百米，然后是公里，以建立一个操作系统。除了量子级联激光器，还有其他中红外半导体激光器，例如带间级联激光器(ICL) 。他们计划对ICL重复相同的实验，以确定中红外波长私人通信的最佳配置。