基于SOA-FRL单波长可调谐混沌激光器的真随机数发生器开题报告

1. 本选题研究的目的及意义

随着信息技术的快速发展，网络安全和数据加密的重要性日益凸显，对真随机数发生器（trng）的需求也越来越大。

真随机数发生器产生的随机数序列具有不可预测性和不可重复性，是保障信息安全的关键基础。

本选题旨在研究和实现一种基于半导体光放大器（soa）和光纤环形激光器（frl）的单波长可调谐混沌激光器，并将其应用于真随机数的产生。

2. 本选题国内外研究状况综述

真随机数生成器的研究一直是国内外学者关注的热点，近年来取得了许多重要进展。

1. 国内研究现状

国内在真随机数发生器领域的研究起步相对较晚，但近年来发展迅速。

3. 本选题研究的主要内容及写作提纲

本选题研究的主要内容包括以下几个方面：
1.soa-frl单波长可调谐混沌激光器的设计与实现:这部分将详细介绍如何利用soa和frl构建单波长可调谐混沌激光器，并对其混沌特性进行分析，包括混沌带宽、时间延迟特征、lyapunov指数等，以验证其作为真随机数源的可行性。

2.真随机数发生器设计与实现:这部分将研究和开发适用于该混沌激光器的随机数提取算法，将混沌激光信号转换为高质量的随机比特流。

3.真随机数发生器性能测试与分析:这部分将对所设计的真随机数发生器进行性能评估，包括随机性测试、统计特性分析、速率和带宽测试等，以验证其符合真随机数的相关标准。

4. 研究的方法与步骤

本研究将采用理论分析、数值仿真和实验验证相结合的方法，逐步开展以下研究工作：
1.首先，通过查阅相关文献资料，了解真随机数发生器的基本原理、国内外研究现状以及最新研究成果，为本研究奠定理论基础。

2.其次，利用数值仿真软件（如matlab、optisystem等）对soa-frl单波长可调谐混沌激光器进行建模和仿真，分析其混沌特性，并优化系统参数，为实验搭建提供理论指导。

3.然后，搭建基于soa-frl的单波长可调谐混沌激光器实验平台，并对其进行测试和调试，观察其混沌输出特性，验证仿真结果的正确性。

5. 研究的创新点

本研究的创新点在于：
1.提出了一种基于soa-frl单波长可调谐混沌激光器的真随机数发生器方案:该方案结合了soa和frl的优点，能够产生高质量的真随机数，并具有结构简单、成本低、易于实现等优点。

2.研究和开发了适用于该混沌激光器的随机数提取算法:该算法能够有效地从混沌激光信号中提取随机比特流，提高了真随机数发生器的性能。

3.对所设计的真随机数发生器进行了全面的性能测试和分析:包括随机性测试、统计特性分析、速率和带宽测试等，验证了其符合真随机数的相关标准。

6. 计划与进度安排

第一阶段 （2024.12~2024.1）确认选题，了解毕业论文的相关步骤。

第二阶段（2024.1~2024.2）查询阅读相关文献，列出提纲

第三阶段（2024.2~2024.3）查询资料，学习相关论文

7. 参考文献（20个中文5个英文）

1.徐磊,周天,黄浩,等.基于混沌半导体激光器的物理随机数产生技术研究进展[j].物理学报,2022,71(15):150505.

2.王亚玲,王蕴豪,王星,等.基于soa的混沌光纤激光器及其应用[j].中国激光,2022,49(10):1000003.

3.王春华,刘洋,张建兵,等.基于soa-frl的混沌激光器及其应用研究进展[j].激光与光电子学进展,2022,59(12):1200003.