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随机数因其具有不可预测、不可复现的特性使其在安全通信、随机建模和蒙特?卡罗计算方法等科学技术领域具有广泛的应用。基于传统电子电路领域中的热噪声、振荡器的频率抖动和混沌电路等方式获取的类高斯分布的熵源信号虽能获得随机数序列,但受电子带宽瓶颈等因素的限制,这些随机数发生器的码率通常都在Mbits/s量级,不能满足现代信息通信的要求。近年来,基于半导体激光器(SL)的激光混沌作为熵源来获取随机数的研究已经取得了很大的进展,但大部分研究成果都是基于边发射半导体激光器(EESLs)的混沌输出作为熵源获取随机数。由于EESLs一般只有一个偏振模式激射,因此只能产生一路随机数序列。而对于垂直腔面发射激光器(VCSELs),在合适的外部扰动条件下两个正交的偏振分量均可输出混沌信号,用其作为混沌熵源,有望获得双路随机数序列。本文提出基于双光反馈VCSELs的两个正交偏振分量的混沌输出以同时获取两路高速随机数的方案。采用自旋反转模型(SFM),首先对不同反馈强度下VCSELs中两个偏振分量的混沌输出进行了研究,接着重点介绍了后续比特序列的产生方法,最后在理论上数值分析了基于不同的反馈强度时,两偏振分量所获取的最终比特序列的随机性能。研究结果表明:在合适的反馈参量下,VCSELs中的两个正交偏振分量均可呈现混沌振荡,且随着反馈强度的增加,两偏振分量混沌信号的延时特征峰值和带宽总体呈现增加的趋势;将VCSELs两偏振分量输出的两路混沌信号作为熵源,分别经8位模数转换器(ADC)量化、比特序列按位反转、异或(XOR)运算和m位最低有效位(m-LSBs)截取等后续处理后,得到了最终的比特序列;通过NIST SP 800-22统计测试套件对不同反馈强度下VCSELs所产生的混沌信号所获取的最终比特序列的随机性能进行测试,初步确定了可通过NIST SP 800-22统计测试的两路随机数所需的反馈强度的范围,并在优化的反馈强度下,理论上成功获得了两路高速的随机数序列。