半导体激光器在外部扰动（光反馈、光注入或光电反馈）下，输出呈现宽带类噪声特性，其动力学行为可用延时差分速率方程描述 。混沌激光的Lyapunov谱线包含至少三个正值指数时，即被定义为超混沌状态 。2022年实验测得的中红外超混沌激光系统，最大Lyapunov指数达0.35ns^-1，对应GHz量级带宽 。

技术突破播报

中红外波段突破

上海科技大学研究团队（2022年）采用带间级联激光器，通过光反馈强度调控，在3-5μm和8-12μm大气窗口实现了稳定混沌输出。该光源在泵浦电流30-50mA范围内保持超混沌状态，验证了多参数空间下的鲁棒性 。

微腔激光器创新

中科院半导体所（2022年）开发出弧边变形六边形谐振腔，通过基模H0与一阶模H1的非线性耦合，实现自由激射状态下的混沌输出。相比传统光反馈方案，其混沌信号弱周期性指标降低73%，可直接支持10Gbit/s物理随机数生成 。

关键参数体系播报

工程应用播报

保密通信领域

中科院团队（2022年）通过光纤环长外腔反馈技术，获得频谱连续平坦的混沌激光，其主从激光器在92.5%注入强度下实现相关系数0.81的同步质量。该技术有效隐藏外腔谐振特征，使窃听识别难度提升两个数量级。

太原理工大学研究（2021年）表明：混沌激光幅值分布特性直接影响NIST测试通过率，当弛豫振荡频率超过1GHz时，随机序列生成速率可达20Gbit/s。优化外腔长度至5cm后，序列周期性成分占比下降至0.03%。

前沿进展播报

2024年最新研究揭示：通过光电反馈结构实现混沌带宽可控调节，在1550nm通信波段获得35GHz有效带宽，较传统光反馈方案提升42%。该成果为分布式光纤传感提供了0.1m空间分辨率的技术支撑 。2022年报道的变形微腔激光器，通过模式工程将混沌信号熵值提升至7.9993bit/Byte，接近理论极限值 。