随着科学技术的发展,人们对高速的信息速率的需求越来越迫切,与此同时,信息安全已经成为一个重要的研究内容。激光混沌安全通信是一种物理层的加密方法,它利用物理器件的硬件参数作为密钥,进行信息的加密、传输和解密。激光混沌源分为两种,即基于激光器内部非线性的全光混沌源和基于外部器件非线性的电光混沌源。外腔半导体激光器的混沌输出通常保留了激光器与外反射镜之间光路的时间延迟。因此,通过自相关函数等时序分析手段,可能会使激光混沌信号中的反馈时延标签（TDS）被暴露,显著降低了通信的保密性能。同时,混沌通信系统的传输速率由于受弛豫振荡的影响通常较低。因此,探索一种不仅可以抑制激光混沌系统的TDS,而且可以增加载波带宽的安全混沌通信方法具有重要意义。论文的研究内容如下:1)提出了一种安全的双向混沌通信系统方案,该系统通过级联一个公共的全光混沌源和一对相互耦合的电光相位反馈回路来实现。全光驱动源使电光方程中的振幅和相位项动态变化,同时,两个相互耦合的光电延迟反馈回路也显著增加了混沌载波的复杂性。通过用电光反馈环代替现有方案中的半导体激光器,可以补偿载波带较窄和同步性能差的问题。仿真结果表明当电光增益为2.75时,TDS被抑制35倍从而被完全隐藏,载波有效带宽增加了 5 GHz至32.05 GHz。该方案有助于实现具有高比特率的双向长距离混沌安全通信。2)提出了一种基于公共相位调制电光反馈的具有二次加密特性的新型双通道VCSEL混沌通信系统。该系统通过使用低增益的电光反馈回路来隐藏TDS,同时通过独特的二次加密方法显著增强了密钥空间,保证了系统的安全性。第一级加密密钥是电光反馈回路中的时延,第二级是可变偏振光反馈模块中的反馈时延和偏振片角度。仿真结果表明,与双光反馈系统相比,本文提出的系统的TDS峰值被抑制8倍至小于0.05,并在电光增益为3时可以实现完全隐藏;同时,载波带宽增加了一倍至22GHz以上。本文提出的模型在TDS隐藏,宽带宽和密钥空间增强方面具有显著的性能改进。