摘要：提出将正交互耦1550 nm垂直腔面发射激光器（1550 nm-VCSEL）在优化条件下输出的多路平均功率可比拟、延时特征（TDS）得到有效抑制的混沌信号作为混沌熵源,经8位模数转换器（ADC）量化和最低有效位（m-LSB）后续处理获取多路物理随机数的方案,并研究了系统参量对最终获取的比特序列随机性的影响.首先,基于VCSEL的自旋反转模型分析耦合强度和频率失谐对两个正交互耦合1550 nm-VCSEL输出动力学的影响,初步确定利用该系统产生四路平均功率可比拟、TDS得到抑制的混沌信号所需的耦合强度和频率失谐优化范围;在此基础上,选择一个耦合强度值,利用处于优化范围内的不同频率失谐下获取的四路混沌信号作为熵源,经8位ADC量化和m-LSB后续处理得到最终的比特序列;最后,采用NIST Special Publication800-22统计测试套件对获取的最终比特序列的随机性能进行测试,确定了同时获取四路高质量随机数所需的参数范围.

关键词：垂直腔面发射激光器 正交互耦 混沌熵源 物理随机数 

单位：西南大学物理科学与技术学院; 重庆400715