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半导体激光器(Semiconductor Laser, SL)是常用的光源之一,因附加自由度的引入会呈现出丰富的动态特性,日益引起国内外学者的广泛关注。通过合理地选择控制参数,SL能够产生复杂的混沌信号,从而广泛应用于高速随机数发生器、保密通信等重要领域。随着大规模集成电路的不断发展,混沌SL在信息安全和保密通信领域的应用正逐步走进实用化。但是近年来经研究发现激光混沌光源因外腔反馈会产生明显的时延特征,这种特征通过相关性分析可以轻易获取,不仅破坏了混沌光通信系统的安全性,还会增加高速随机数发生器后处理技术的复杂度,因此如何消除混沌信号的时延特征具有重要的理论意义和实用价值。本论文基于外光反馈半导体激光器,通过系统分析激光混沌输出的时延特征及带宽特性,探究相关参数的影响,旨在优化混沌输出,提升混沌系统的应用价值。具体研究内容及结果如下：(1)基于外光反馈SL的单光注入结构,引入激光器参数失配,详细阐述了通过主从激光器参数失配来消除混沌信号时延特征的方法。利用自相关函数作为量化工具,对混沌信号的时延隐藏效果进行量化分析,数值研究了主从激光器间的参数失配对混沌信号时延消除的影响,并结合注入强度与频率失谐开展了进一步综合研究。研究结果表明：在相同控制参数条件下,引入激光器参数失配对时延隐藏的效果影响显著；参数失配率在-0.4-0范围内有助于在从激光器混沌输出中隐藏主激光器外腔引入的反馈时延；而且,当主激光器注入强度在10 ns-1～20ns-1范围内,主从激光器频率失谐控制在-20GHz附近时,时延隐藏效果最佳。因此,由该单光注入系统产生的混沌信号可显著提高混沌载波的安全性。(2)利用外光反馈SL与半导体环形激光器(SRL),组成注入型激光器系统,该系统包括三个激光器,外光反馈SL作为主激光器(M-SL),其外反馈腔引入反馈时延信息,两个SRL分别作为中间激光器(I-SRL)与从激光器(S-SRL)。利用数值方法探究该系统输出混沌信号的时延特征与带宽特性,并结合注入强度与频率失谐进行了详细分析,仿真结果表明,该系统能够在较大参数范围内(注入强度与频率失谐)同时实现时延特征隐藏与带宽增强,其作用机理为：通过选取合适的控制参数使M-SL与I-SRL组成的主从结构产生时延特征隐藏的混沌信号,再将该时延隐藏信号注入到S-SRL产生时延隐藏的带宽增强信号；最后利用归一化排列熵对混沌信号的不可预测性进行了简要分析。该激光器结构为混沌保密通信与高速物理随机数发生器提供了一种新的混沌生成方案。