提出一种基于视觉密码的远距离光学信息认证系统。该系统可将远处的视觉密钥通过望远镜系统与系统内的视觉密钥配对实现非相干叠加以完成认证操作,减少了共享密钥的人为传递过程,也解决了实际应用中密钥携带运输不方便的问题。而且,在整个提取过程中视场受限于系统,仅操作者能在系统内看见认证信息,其他人即便在附近也无法查看,加强了信息显示和复现的安全性。认证的过程仅需要操作者将两块共享密钥仔细对准即可,无需其他的光学和密码学知识,整个过程简单高效。此外,光学实验也证明了该系统可应用于实际且具有很高的安全性。
几何光学设计 远距离光学信息认证 视觉密码学 显示安全 光学学报
2021, 41(16): 1607001
针对单镜头激光三角法存在的光条遮挡问题,提出了一种解决光条遮挡问题的双镜头激光面型测量方法。首先通过实验观察并探究了光条在传感器中的分布现象及形成原因,分析了物体表面形貌、光学系统与光条分布的关系,以及光条分布对三维重建的影响;然后基于直入射激光三角法原理设计了双镜头测量系统,应用形态学处理结合灰度重心法等多种算法提取光条中心坐标,最后基于方差最小化对双镜头数据进行关联融合。实验结果表明:双镜头能够解决由光条遮挡造成的大面积形貌缺失的问题,能够重建待测物体表面形貌的完整包络,数据缺失占比小于0.5%。
测量 双镜头三角法 光条遮挡 轮廓丢失 三维重建 中国激光
2020, 47(11): 1104002
1 中国科学院大学 光电学院, 北京 100049
2 中国科学院 光电研究院, 北京 100094
3 西京学院 理学院, 陕西 西安 710123
传统单光束多强度重建(SBMIR)系统中, 多次平移图像传感器所积累的误差导致光电成像系统的成像效果及有效分辨率降低, 为了解决这一问题。本文提出基于平行平晶的三步相干衍射成像系统, 采取插入或抽取 2块平行平晶的方法获取 3个不同的衍射面, 实现了对复振幅型物体的成像及恢复重建。数值模拟及实验表明, 系统有效克服了SBMIR系统中数次平移的误差积累问题, 且仅需记录 3个衍射面, 避免过采样。而且光学系统实现简便、可重复性高。
单光束多强度 相干衍射成像 平行平晶 复振幅 the single-beam multiple-intensity coherent diffraction imaging parallel plates complex amplitude
1 中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室, 陕西 西安 710119
2 中国科学院大学, 北京 100049
3 中国科学院光电研究院, 北京 100094
作为一种新兴的无透镜相位恢复技术，叠层衍射成像大大提高了传统相位迭代恢复算法的收敛速度和抗噪能力，具有大视场、高对比度、高分辨率、无需标记、长工作距离、不丢失相位低频分量等优点，在多个领域得到了广泛的应用。介绍了量化相位显微成像领域的研究现状与最新进展，特别是传统叠层衍射成像术(CP)和傅里叶叠层衍射成像术(FP)的基本原理、技术进展及相关应用，着重介绍了快速FP及基于FP的荧光显微成像技术，总结了CP和FP目前面临的问题及未来的发展趋势。
成像系统 计算成像 相位恢复 量化相位成像 叠层衍射成像 傅里叶叠层衍射成像 激光与光电子学进展
2017, 54(4): 040001
1 中国科学院研究生院 材料科学与光电技术学院,北京 100049
2 中国科学院研究生院 物理科学学院,北京 100049
衍射投影效应明显降低了基于双相位编码的多图像加密系统的性能。提出分区复用技术来解决这一问题。待加密的多个图像被放置于各个输出平面的不同区域,于是相邻两个输出平面的秘密图像区域将错落开来,因而有效抑制了衍射投影所产生的噪声。在此基础上,重点研究了用于该系统的相位恢复算法。在完整的顺序迭代之后,对解密质量最差的图像进行逐一补偿,从而寻找到了更加符合多幅秘密图像客观特点的子循环次序。根据这一次序,用完整迭代后附加调节性迭代的方法或者完全更换迭代次序的方法,都能够在保留基本算法快速收敛优势的前提下,使多幅解密图像质量以及系统地复用容量得以整体提高。
傅里叶光学 相位恢复 光学图像加密 信息安全
提出基于衍射光学器件的光学图像级联加密系统。一般来说，一个n级系统可由n个透镜串联组成。经过优化设计的衍射光学元件如相位板等相应的放置在系统的空间域和频谱域。当系统在平面波照明下，便能在输出平面获得解密图像。这些衍射元件可通过级联迭代傅里叶变化算法设计。计算机模拟结果显示，算法具有很快的收敛速度，而且所应用于的系统的级次越多，相应的收敛速度越快．级联系统能够高质量的恢复原始图像，使之与原始图像的均方差小于5×10－30。采用密钥共享方案，级联系统可以用作多用户系统，这样能使安全性明显提高。
图像处理 级联加密系统 级联迭代傅里叶变换算法 衍射光学元件 相位恢复 image processing cascaded encryption system cascaded iterative Fourier transform algorithm diffractive optical element phase retrieval
