Wetenschappers van de National Research Nuclear University MEPhI (Rusland) hebben een schema voorgesteld voor optische codering van informatie op basis van de vorming van golffronten, en die werkt met ruimtelijk onsamenhangende verlichting. Deze regeling is effectief in het creëren van zeer veilige, snelle codeersystemen. Beveiliging wordt geboden door de tweedimensionaliteit van dynamisch vervangen gecodeerde sleutels. De studie is gepubliceerd in Laserfysica Letters .

Wetenschappers van over de hele wereld doen actief onderzoek naar het creëren van optische coderingssystemen. De hoofdrichting van dergelijke studies is de codering van geavanceerde optische informatiesystemen met volledig coherente laserverlichting. Dergelijke onderzoeken zijn onverenigbaar met standaardcamera's, omdat ze het gebruik van complexe holografische methoden vereisen en gericht zijn op een elementaire basis van de volgende generatie.

De ontwikkeling van optische codering met ruimtelijk onsamenhangende quasi-monochromatische (enkele kleur) verlichting wordt beschouwd als een effectievere aanpak. Dit biedt de mogelijkheid tot hardware-implementatie op basis van in de handel verkrijgbare foto- en videocamera's.

In dit geval, informatie voor codering wordt weergegeven als een QR-code op de LCD-amplitude-ruimtelijke lichtmodulator die wordt verlicht door monochromatische laserstraling. Straling wordt geleid door een roterende frosted diffuser, wat de ruimtelijke samenhang vernietigt. De onderzoekers gebruikten een vloeibaar-kristal faselichtmodulator als coderingselement, waar voorgesynthetiseerde optische diffractie-elementen worden weergegeven. De beeldsensor van de camera detecteert de optische convolutie van het beeld die wordt geproduceerd door de amplitudemodulator met de pulsrespons van het diffractieve element, afgeleid van de fasemodulator.

Het gebruik van dergelijke modulatoren maakt het mogelijk om de coderingssleutels in realtime te wijzigen. Decodering wordt uitgevoerd door op software gebaseerde methode van digitale deconvolutie (inverse convolutie in signaalverwerking) met stabilisatie-oplossing.

De wetenschappers hebben met succes de afbeeldingen van QR-codes met een grootte tot 129 × 129 elementen gecodeerd en gedecodeerd. Het percentage foutief gedecodeerde pixels was niet hoger dan 0,05 procent. Dit is een hoge signaal-ruisverhouding.

"De nieuwigheid van ons werk is, eerst, bij de toepassing van monochromatische ruimtelijk onsamenhangende verlichting van de coderingsscène - het stelt u in staat de spikkelruis te vermijden en vereist geen holografische registratiemethoden. Tweede, het gebruik van door de computer gesynthetiseerde fasediffractieve elementen stelt u in staat het vereiste coderingsgolffront te genereren en minimaliseert het stralingsverlies in het systeem, " zei universitair hoofddocent Vitaly Krasnov.