光学加密结构的设计方法及近远场多偏振态光学加密系统技术方案

本申请提供一种光学加密结构的设计方法及近远场多偏振态光学加密系统

【技术实现步骤摘要】
光学加密结构的设计方法及近远场多偏振态光学加密系统


[0001]本申请涉及光学加密
，尤其涉及一种光学加密结构的设计方法及近远场多偏振态光学加密系统
。

技术介绍

[0002]随着现代通信技术的飞速发展，信息传输的安全性受到广泛研究
。
其中，具有高速并行处理图像数据和多自由度等特点的光学加密技术受到关注
。
[0003]然而，传统的光学加密技术通常使用复杂的光学元件和复杂的加密算法，增加了系统的复杂性和成本
。

技术实现思路

[0004]本申请提供一种光学加密结构的设计方法及近远场多偏振态光学加密系统，可以简化加密系统
。
[0005]本申请的一个方面提供一种光学加密结构的设计方法，用于设计光学加密结构的微纳结构，所述设计方法包括：
[0006]获取待加密的远场目标图像和近场目标图像，所述远场目标图像包括第一远场目标图像和第二远场目标图像，所述近场目标图像包括第一近场目标图像和第二近场目标图像；
[0007]根据所述第一远场目标图像的图像特征，确定第一远场目标图像数据，且根据所述第二远场目标图像的图像特征，确定第二远场目标图像数据；
[0008]根据所述第一近场目标图像的图像特征，确定第一近场目标振幅分布，且根据所述第二近场目标图像的图像特征，确定第二近场目标振幅分布；
[0009]根据所述第一远场目标图像数据
、
所述第二远场目标图像数据
、
所述第一近场目标振幅分布和所述第二近场目标振幅分布，利用优化算法和目标振幅相位关系进行优化，得到优化后的第一远场目标相位分布和第二远场目标相位分布以及第一近场目标振幅分布和第二近场目标振幅分布；
[0010]根据所述第一远场目标相位分布和所述第二远场目标相位分布，对若干候选微纳结构进行筛选，得到目标微纳结构；
[0011]排列多个所述目标微纳结构，形成所述光学加密结构
。
[0012]本申请提供的光学加密结构的设计方法通过优化得到对应四个目标图像的第一远场目标相位分布和第二远场目标相位分布以及第一近场目标振幅分布和第二近场目标振幅分布，筛选满足要求的微纳结构排列形成光学加密结构，使得单一光学加密结构可以同时实现近远场多种偏振态光信号的高效加密，无需额外的光学器件及复杂的调制装置，系统结构简单
。
[0013]进一步地，所述第一远场目标图像包括所述光学加密结构透射光源输出的光信号得到的偏振态沿水平方向的图像；和
/
或
[0014]所述第二远场目标图像包括所述光学加密结构透射光源输出的光信号得到的偏振态沿竖直方向的图像；和
/
或
[0015]所述第一近场目标图像包括所述光学加密结构透射光源输出的光信号得到的偏振态与竖直方向呈
45
°
的图像；和
/
或
[0016]所述第二近场目标图像包括所述光学加密结构透射光源输出的光信号得到的偏振态与竖直方向呈
‑
45
°
的图像
。
[0017]进一步地，所述目标振幅相位关系包括以下关系式：
[0018][0019]其中，为所述第一远场目标相位分布，为所述第二远场目标相位分布，
E1为所述第一近场目标振幅分布；和
/
或
[0020]所述目标振幅相位关系包括以下关系式：
[0021][0022]其中，为所述第一远场目标相位分布，为所述第二远场目标相位分布，
E2为所述第二近场目标振幅分布
。
[0023]进一步地，所述根据所述第一远场目标相位分布和所述第二远场目标相位分布，对若干候选微纳结构进行筛选，得到目标微纳结构，包括：
[0024]根据所述候选微纳结构的参数信息，确定所述候选微纳结构的水平相位分布和竖直相位分布；
[0025]筛选所述水平相位分布等于所述第一远场目标相位分布，且所述竖直相位分布等于所述第二远场目标相位分布的所述候选微纳结构，作为所述目标微纳结构
。
[0026]进一步地，还包括：获取所述光学加密结构透射光源输出的光信号得到的第一远场图像
、
第二远场图像
、
第一近场图像和第二近场图像；
[0027]若所述第一远场图像与所述第一远场目标图像不一致和
/
或所述第二远场图像与所述第二远场目标图像不一致和
/
或所述第一近场图像与所述第一近场目标图像不一致和
/
或所述第二近场图像与所述第二近场目标图像不一致，根据所述第一远场目标相位分布和所述第二远场目标相位分布，重新对若干所述候选微纳结构进行筛选，得到所述目标微纳结构
。
[0028]进一步地，所述光源输出的所述光信号包括偏振态与水平方向呈
45
°
的线偏振光
。
[0029]本申请的另一方面提供一种近远场多偏振态光学加密系统，包括：
[0030]光源，用于输出光信号；
[0031]成像组件，位于所述光源输出的所述光信号的光路上；及
[0032]通过上述任一项所述的设计方法得到的所述光学加密结构，所述光学加密结构设于所述光源和所述成像组件之间，所述光学加密结构用于接收所述光信号，将至少部分所述光信号透射至所述成像组件，所述成像组件用于形成第一远场目标图像
、
第二远场目标图像
、
第一近场目标图像和第二近场目标图像，其中，所述第一远场目标图像
、
所述第二远场目标图像
、
所述第一近场目标图像和所述第二近场目标图像均为所述光信号解密后的图像
。
[0033]进一步地，所述成像组件包括检偏装置
、
第一成像面和第二成像面，所述检偏装置设于所述光学加密结构和所述成像组件之间，所述第一成像面相对于所述第二成像面远离所述光学加密结构设置，所述检偏装置用于使特定方向的所述光信号通过，所述第一成像面用于形成所述第一远场目标图像和所述第二远场目标图像，所述第二成像面用于形成所述第一近场目标图像和所述第二近场目标图像
。
[0034]进一步地，所述检偏装置用于使偏振态沿水平方向的所述光信号通过；和
/
或
[0035]所述检偏装置用于使偏振态沿竖直方向的所述光信号通过；和
/
或
[0036]所述检偏装置用于使偏振态与竖直方向呈
45
°
方向的所述光信号通过；和
/
或
[0037]所述检偏装置用于使偏振态与竖直方向呈
‑
45
°
方向的所述光信号通过
。
[0038]进一步地，所述光源包括用于输出偏振态与水平方向呈
45
°...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种光学加密结构的设计方法，用于设计光学加密结构的微纳结构，其特征在于，所述设计方法包括：获取待加密的远场目标图像和近场目标图像，所述远场目标图像包括第一远场目标图像和第二远场目标图像，所述近场目标图像包括第一近场目标图像和第二近场目标图像；根据所述第一远场目标图像的图像特征，确定第一远场目标图像数据，且根据所述第二远场目标图像的图像特征，确定第二远场目标图像数据；根据所述第一近场目标图像的图像特征，确定第一近场目标振幅分布，且根据所述第二近场目标图像的图像特征，确定第二近场目标振幅分布；根据所述第一远场目标图像数据
、
所述第二远场目标图像数据
、
所述第一近场目标振幅分布和所述第二近场目标振幅分布，利用优化算法和目标振幅相位关系进行优化，得到优化后的第一远场目标相位分布和第二远场目标相位分布以及第一近场目标振幅分布和第二近场目标振幅分布；根据所述第一远场目标相位分布和所述第二远场目标相位分布，对若干候选微纳结构进行筛选，得到目标微纳结构；排列多个所述目标微纳结构，形成所述光学加密结构
。2.
根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述第一远场目标图像包括所述光学加密结构透射光源输出的光信号得到的偏振态沿水平方向的图像；和
/
或所述第二远场目标图像包括所述光学加密结构透射光源输出的光信号得到的偏振态沿竖直方向的图像；和
/
或所述第一近场目标图像包括所述光学加密结构透射光源输出的光信号得到的偏振态与竖直方向呈
45
°
的图像；和
/
或所述第二近场目标图像包括所述光学加密结构透射光源输出的光信号得到的偏振态与竖直方向呈
‑
45
°
的图像
。3.
根据权利要求2所述的设计方法，其特征在于，所述目标振幅相位关系包括以下关系式：其中，为所述第一远场目标相位分布，为所述第二远场目标相位分布，
E1为所述第一近场目标振幅分布；和
/
或所述目标振幅相位关系包括以下关系式：其中，为所述第一远场目标相位分布，为所述第二远场目标相位分布，
E2为所述第二近场目标振幅分布
。4.
根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述根据所述第一远场目标相位分布和所述第二远场目标相位分布，对若干候选微纳结构进行筛选，得到目标微纳结构，包括：根据所述候选微纳结构的参数信息，确定所述候选微纳结构的水平相位分布和竖直相位分布；
筛选所述水平相位分布等于所述第一远场目标相位分布，且所述竖直相位分布等于所述第二远场目标相位分布的所述候选微纳结构，作为所述目标微纳结构
。5.
根据权利要求1所述的设计方法，其特征在于，所述设计方法还包括：获取所述光学加密结构透射光源输出的光信号得...

【专利技术属性】
技术研发人员：张萌徕，张磊，高阳，焦文婷，刘玲玲，王盼，尹坤，
申请(专利权)人：之江实验室，
类型：发明
国别省市：