混沌激光具有输出类噪声、宽带宽、抗干扰性强等优点被广泛应用于激光雷达、混沌保密通信、光纤故障检测和快速物理随机数发生器等领域。混沌激光的随机特性直接影响其应用范围和测量精度,近年来,采用掺铒光纤放大器的混沌保密通信系统和光纤故障检测系统以及采用掺镱光纤放大器的水下激光雷达逐渐成为人们研究的热点,研究放大过程中混沌激光的随机特性变化可为混沌激光应用提供一定的指导意义。本论文通过利用光纤激光器环形腔中的非线性克尔效应来实现混沌激光的产生,并分别采用掺铒和掺镱光纤放大器对混沌激光进行放大,采用自相关函数对混沌激光的随机特性进行实时监测,通过分析放大过程中混沌时间序列的排列熵、偏度和峰度来衡量放大过程中混沌激光随机特性。论文主要研究内容如下:1.论文介绍了研究的目的和意义,介绍了混沌激光的发展和应用,阐述了混沌激光随机特性的研究进展。2.论文简述光纤激光器产生混沌的方法,详细介绍了利用光纤中的非线性克尔效应产生混沌激光的理论模型。介绍了一些衡量混沌激光随机特性的表征方法,包括李雅普诺夫指数、关联维、排列熵、自相关和统计特性。3.采用光纤环形腔结构,搭建了混沌掺铒光纤激光器以及混沌掺镱光纤激光器实验装置,分别研究了掺铒光纤激光器和掺镱光纤激光器所产生的混沌激光的随机特性。实验结果表明:（1）掺铒光纤混沌激光源的排列熵值稳定在0.956附近,波动范围不超过2‰。结合混沌时序、自相关和光谱图可以发现,混沌源的随机特性较强且稳定。（2）掺镱光纤混沌激光源的排列熵值稳定在0.965附近,波动范围不超过1‰。结合混沌时序、自相关和光谱图可以发现,在混沌源抽运电流增加过程中,混沌时序只是峰峰值有所增加,自相关曲线均具有很好的类delta函数特性,而光谱虽然从单峰变成了双峰,但是从排列熵来看,混沌激光光源的随机特性很好并且非常稳定。总之,掺镱光纤混沌激光源的随机特性和稳定性略优于掺铒光纤混沌激光源。4.介绍掺铒和掺镱光纤放大器的工作原理和实验装置,实验研究了掺铒和掺镱光纤放大过程中混沌激光随机特性的变化,分析了不同条件对混沌时间序列的影响。实验结果表明:（1）不管是采用掺铒光纤放大器还是掺镱光纤放大器对混沌激光进行放大,偏振态都会影响混沌激光的放大区间,即当偏振态不同时,在相同源抽运电流条件下经过放大后的信号就不一定是混沌状态。（2）掺铒和掺镱光纤放大过程中混沌激光的排列熵随放大抽运电流上升还是下降跟偏振状态有关,而且混沌时间序列在时域上的统计特性即偏度和峰度也受偏振状态的影响。（3）掺镱光纤放大能够增加混沌激光的排列熵,而掺铒光纤放大对排列熵是否有增益与混沌激光的偏振状态有关。