混沌作为非线性科学最重要的成就之一，是确定性系统中出现的一种貌似无规则的、类随机的现象。由于混沌信号具有宽频谱、类噪声等特点，因此在保密通信系统中具有很大的应用前景。与电路混沌相比，光混沌具有大带宽、低衰减、动力学系统更复杂等优点。因此，光混沌保密通信已成为混沌学研究的一个重要方向。本文主要完成了以下五个方面的研究工作： 1．综述了混沌研究的发展历程和研究现状，对光混沌以及混沌同步保密通信的发展历程和最新进展做了介绍和评述。 2．概述了光混沌以及光混沌同步保密通信，简单介绍了混沌的定义以及混沌系统的一些分析方法，详细介绍了光混沌的三种产生方式：外部光注入、光反馈以及光电延时反馈。重点分析了光混沌同步、混沌同步的衡量标准以及光混沌通信的三种调制方式。 3．针对基于半导体光放大器组成的光纤环形激光器混沌实验系统，提出利用小波多分辨分解算法对动力学方程未知、且信噪比较低的光混沌系统实验数据进行消噪处理，利用经典的Lorenz混沌信号对该算法的消噪效果进行了检验。改进了在用小数据量法计算最大Lyapunov指数时所存在的参数选择主观性的缺点，结合混沌消噪算法提高了光混沌特性参数(Lyapunov指数、混沌维数等)计算的准确度。 4．以Ikeda延时光混沌理论为基础，提出了光电双延时反馈混沌系统，建立了相应的混沌动力学模型。研究了该混沌系统由倍周期分叉进入混沌以及混沌吸引子的演化过程。利用Optisystem光通信系统仿真软件搭建了相应的仿真实验系统，结果产生了宽频谱的适合于高速光保密通信应用的混沌信号。 5．对光电双延时反馈混沌系统在高速光保密通信中的应用进行了仿真研究，建立了相应的光混沌同步模型。利用Optisystem仿真软件搭建了具有Gbit/s速率的高速通信系统，分析了信息速率为1Gbit/s、5Gbit/s和10Gbit/s时系统的同步性能和误码率性能等