Forskare vid National Research Nuclear University MEPhI (Ryssland) har föreslagit ett system för optisk kodning av information baserat på bildandet av vågfronter, och som fungerar med rumsligt osammanhängande belysning. Detta system är effektivt för att skapa mycket säkra, kodningssystem med hög hastighet. Säkerhet tillhandahålls av tvådimensionaliteten hos dynamiskt ersatta kodade nycklar. Studien publiceras i Laser fysik bokstäver .
Forskare från hela världen forskar aktivt om skapandet av optiska kodningssystem. Huvudriktningen för sådana studier är kodning av avancerade optiska informationssystem med helt koherent laserbelysning. Sådana studier är oförenliga med vanliga kameror, eftersom de kräver användning av komplexa holografiska metoder och är inriktade på en nästa generations elementbas.
Utvecklingen av optisk kodning med hjälp av rumsligt osammanhängande kvasi-monokromatisk (enfärgad) belysning betraktas som ett mer effektivt tillvägagångssätt. Detta ger möjlighet till hårdvaruimplementering på grundval av kommersiellt tillgängliga foto- och videokameror.
I detta fall, information för kodning visas som en QR-kod på LCD-amplitud-rumslig ljusmodulator som belyses av monokromatisk laserstrålning. Strålning passerar genom en roterande frostad diffusor, som förstör den rumsliga koherensen. Forskarna använde en ljusmodulator med flytande kristaller som kodningselement, där försyntetiserade diffraktionsoptiska element visas. Kamerans bildsensor detekterar bildens optiska konvolvering som produceras av amplitudmodulatorn med pulssvaret för det diffraktiva elementet, härledd på fasmodulatorn.
Användningen av sådana modulatorer gör det möjligt att ändra kodningsnycklar i realtid. Avkodning utförs med mjukvarubaserad metod för digital dekonvolution (invers konvolution vid signalbehandling) med stabiliseringslösning.
Forskarna har framgångsrikt kodat och avkodat bilderna av QR -koder med en storlek upp till 129 × 129 element. Andelen felaktigt avkodade pixlar översteg inte 0,05 procent. Detta är ett högt förhållande mellan signal och brus.
"Nyheten i vårt arbete är, först, vid tillämpning av monokromatisk rumsligt osammanhängande belysning av kodningsscenen - det låter dig undvika fläckbruset och kräver inte holografiska metoder för registrering. Andra, användningen av datasyntetiserade fasdiffraktiva element gör att du kan generera nödvändig kodande vågfront och minimerar förlusten av strålning i systemet, säger docent Vitaly Krasnov.
