半導體激光器豐富的非線性動力學特性，可以被用來產生多種光子微波信號。由於半導體激光器具有光子壽命短、受激發射截面大的特點，所產生的光子微波信號的頻率遠遠超過傳統調製帶寬。首先，基於激光器的單週期非線性動力學態，我們研究窄帶光子微波信號的產生與調製。單週期震蕩的光子微波可以被用於光載無線通信（RoF）全光頻生成和高達100 GHz信號，這時還需要考慮基本朗之萬噪聲。其次，基於激光器的混沌非線性動力學態，我們研究寬帶光子微波信號的產生。利用寬帶激光混沌，我們提出信號過採樣、並行輸出等技術。實現了只需要低速電子器件的高速隨機數生成。實驗上產生了總速率高達0.2 Tbps的隨機數的輸出，並且通過了美國國家標準與技術研究院（NIST）的隨機性嚴格標準測試。此外，我們亦致力於改善理論分析模型，提高頻率穩定性和混沌波形質量的研究。
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