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基于混沌光子集成电路的140 Gb/s真随机数发生器的实现。

Implementation of 140 Gb/s true random bit generator based on a chaotic photonic integrated circuit.

作者信息

Argyris Apostolos, Deligiannidis Stavros, Pikasis Evangelos, Bogris Adonis, Syvridis Dimitris

机构信息

Department of Informatics and Telecommunications, University of Athens, Panepistimiopolis, Ilisia, 15784, Greece.

出版信息

Opt Express. 2010 Aug 30;18(18):18763-8. doi: 10.1364/OE.18.018763.

DOI:10.1364/OE.18.018763
PMID:20940769
Abstract

In the present work a photonic integrated circuit (PIC) that emits broadband chaotic signals is employed for ultra-fast generation of true random bit sequences. Chaotic dynamics emerge from a DFB laser, accompanied by a monolithic integrated 1-cm long external cavity (EC) that provides controllable optical feedback. The short length minimizes the existence of external cavity modes, so flattened broadband spectra with minimized intrinsic periodicities can emerge. After sampling and quantization--without including optical de-correlation techniques and using most significant bits (MSB) elimination post-processing--truly random bit streams with bit-rates as high as 140 Gb/s can be generated. Finally, the extreme robustness of the random bit generator for adaptive bit-rate operation and for various operating conditions of the PIC is demonstrated.

摘要

在本工作中,采用了一种发射宽带混沌信号的光子集成电路(PIC)来超快速生成真随机比特序列。混沌动力学源于一个分布反馈(DFB)激光器,同时伴有一个1厘米长的单片集成外腔(EC),该外腔提供可控的光反馈。短长度使外腔模式的存在最小化,从而可以出现具有最小固有周期性的平坦宽带光谱。在进行采样和量化之后——不包括光学去相关技术且使用最高有效位(MSB)消除后处理——可以生成比特率高达140 Gb/s的真随机比特流。最后,展示了随机比特发生器在自适应比特率操作和PIC的各种工作条件下的极强鲁棒性。

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