上个世纪五六十年代,伴随着激光器的出现,混沌理论迅猛发展,使得光学混沌逐渐成为近年来研究的热点。九十年代开始,混沌保密通信的研究与应用逐渐成熟,但是传统的电路混沌中,存在带宽受限并且衰减严重的问题,而光学混沌除了有很大的带宽以及较低的衰减外,其混沌动力学行为更加复杂,并且通信过程与现在常用的光纤通信兼容性较好。光学混沌保密通信的研究更加具有实用价值。　　本文围绕光反馈半导体激光器的混沌特性、混沌同步及其在保密通信中的应用展开研究和讨论。给出光反馈半导体激光器产生混沌的方法及相应的混沌动力学理论模型,通过计算获得系统的混沌时间序列及混沌吸引子,确定光反馈半导体激光器实现混沌输出的理论模型及参数取值;讨论了参数变化对光反馈半导体激光器动力学特性的影响。　　以光反馈半导体激光器混沌系统为基础,采用PC同步法,给出了光反馈半导体激光器混沌同步方案和理论模型,并对同步系统进行理论计算;讨论参数失配对光反馈半导体激光器系统同步性能的影响,并同时验证混沌同步系统的参数鲁棒性。将双系统混沌同步方案扩展到多系统混沌同步,确定多系统光反馈半导体激光器混沌同步方案及理论模型并给出计算结果。　　将光反馈半导体激光器混沌同步方案应用到混沌保密通信中,首先确定具体的混沌保密通信方案,并通过数值仿真实现混沌保密通信过程;研究通信速率变化对系统混沌保密通信性能的影响,确定系统能够达到的最高通信速率。从双系统光反馈半导体激光器混沌保密通信扩展到多系统,以三系统为例给出不同通信速率下多系统混沌保密通信的仿真计算结果,多系统混沌保密通信可为远距离混沌保密通信提供理论指导。