20世纪最重要的成就之一是对混沌现象有了深入的研究,混沌与许多自然科学都有交叉和相互渗透,光学混沌是混沌的一个重要分支。激光器的混沌及其控制与同步的研究在光学保密通讯、光学检测等领域的应用有着广阔前景,充分利用混沌对造福人类意义不可佑量。全文研究分为三大部分:几种典型激光器混沌系统反控制、激光器时空混沌、激光器网络混沌同步。第一部分,首先介绍了光学混沌的国内外的研究进展,以及光学混沌的控制方法和同步方法,同时介绍了时空混沌和复杂网络混沌取得的成就。其次分析了A类、B类、C类激光器的数学模型,利用激光器附加自由度技术对CO2激光器,NH3激光器进行混沌反控制,研究了它们的混沌特性,尤其对相位共轭波混沌系统的讨论较为细致和深入,给出了光强随参数变化的演化图和Lyapunov指数随参数变化的曲线。第二部分,使用了耦合映像格子模型研究时空混沌的控制和同步。首先分析了耦合相位共轭波映像格子模型随参数的调制深度加深的时空演化特点。其次利用CO2激光器的输出光强对耦合相位共轭映像格子时空模型进行外部非线性反馈控制,从而使相位共轭波输出光强达到稳定,反馈控制参数对相位共轭波时空混沌系统的控制和同步速度有影响,即耦合参数越大同步时间越短。最后利用一个CO2激光器驱动多个相位共轭波时空混沌系统,使多个相位共轭波时空混沌系统达到并行同步。第三部分,介绍了复杂网络混沌的一些基本概念和同步的一些基本方法,研究星形连接的NH3激光器网络混沌同步。给出了非线性函数耦合同步的新方法,此方法不但适用于低维混沌系统,而且对超混沌系统也同样适用,数值模拟表明此方法简单有效。
