【技术实现步骤摘要】
一种基于超表面的多图像加密方法、超表面及其设计方法
[0001]本专利技术属于光学
，更具体地，涉及一种基于超表面的多图像加密方法、超表面及其设计方法。
技术介绍
[0002]基于琼斯矩阵多参数控制的矢量全息术被提出并广泛研究，以增加调制空间和信息容量。传统全息术仅控制琼斯矩阵参数的幅值部分用于全息强度构造，相位和偏振部分不受约束。相比之下，矢量全息通过操纵琼斯矩阵中的相位或偏振部分，为光学编码引入了额外的自由度。对于单层超表面，独立的振幅和相位编码基本上只由琼斯矩阵中的四个分量中的三个分量实现。这是因为具有镜像对称的二维平面限制琼斯矩阵中两个非对角分量相同。因此，单层超表面的琼斯矩阵可编程自由度被限制在6，而通过控制不同的输入/输出偏振，加密到三通道全息和三通道纳米印刷的极限。然而，面对基本自由度的极限，矢量全息难以进一步超越单层超表面内最先进的信息通道。例如，大多数以前的矢量全息加密只能实现少数存储通道(≤6)，这表明高需求的实际应用存在容量瓶颈。此外，目前的一些图像加密可以很容易地解密，增强安全性和保真度的信息加
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种基于超表面的多图像加密方法，其特征在于，利用超表面呈现三通道独立编码的近场纳米印刷图像和三通道独立编码的远场矢量全息图像；利用重叠多波束并引入相位差干涉使所述超表面额外呈现六通道的干涉辅助矢量加密图像，使得所述超表面能够呈现十二通道光学图像；所述六通道的干涉辅助矢量加密图像包括四通道的附加远场矢量全息图像和双通道的附加近场纳米印刷图像。2.根据权利要求1所述的基于超表面的多图像加密方法，其特征在于，所述超表面由基底和位于所述基底上的若干具有相同尺寸的纳米砖构成，利用不同位置和旋转角度的纳米砖重构目标琼斯矩阵实现光响应解耦；由所述目标琼斯矩阵中的三个振幅变量产生所述三通道独立编码的近场纳米印刷图像；利用干涉辅助矢量加密，创建额外的近场加密通道，对附加的两个纳米印刷图像进行加解密；由所述目标琼斯矩阵中的三个相位变量产生所述三通道独立编码的远场矢量全息图像；将所述三通道独立编码的远场矢量全息图像的重叠区域作为额外的编码空间，通过控制多光束干涉在所述额外的编码空间的相位差，对附加的四个矢量全息图像进行加解密。3.根据权利要求2所述的基于超表面的多图像加密方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤1、设计用于实现光响应解耦的元分子；若干所述纳米砖构成周期性排列的元分子，一个所述元分子包含第一数量的所述纳米砖，所述第一数量大于3，所述纳米砖的位置和旋转角度决定基于迂回相位的光学响应；步骤2、选取加密目标图像，利用GS算法生成相应的近场/远场图像以及重叠区域的矢量分布，得到所述目标琼斯矩阵；步骤3、利用融合遗传算法的优化模拟退火算法，基于所述目标琼斯矩阵和元分子相干性的琼斯矩阵，对所述超表面的相位分布进行优化，寻找到最佳的各所述纳米砖的编码参数，所述编码参数包括位置参数和旋转角度参数。4.根据权利要求3所述的基于超表面的多图像加密方法，其特征在于，利用GS算法对琼斯矩阵中的三个相位分量进行编码，以实现远场矢量全息，并通过控制它们的相位差来控制全息图像上任意一点的偏振所对应的远场x偏振和y偏振的加密信息的编码；将远场的电场分布进行叠加，使得远场全息图中不重叠的区域互不影响，重叠区域的相位被同化；通过将相位差进一步叠加到不同的重叠区域，在重叠区域内优化固定相位差矢量全息，生成相应的近场/远场图像以及重叠区域的矢量分布，得到三种优化的矢量分布，形成所述目标琼...
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。