为实现对多幅图像完成同步加密，并提高密文的安全性与抗几何变换攻击能力，提出基于快速响应码 (QR)与级联分数阶 Fourier变换的多图像光学加密算法。借助 Logistic映射，获取随机掩码，联合 Fresnel波带 、 Hilbert模型，构建调制掩码；引入复数理论，借助模板图像对第一幅明文实施处理，形成复数图像；采用分数阶 Fourier变换，借助调制掩码，对复数图像实施处理，并基于相位-幅度截断机制，得到相位分布与密钥； 再结合相位截断方法与分数阶 Fourier变换，设计级联快速傅里叶变换( FFT)加密机制，通过调制掩码与相位分布，对剩余的多幅明文实施频域变换处理，输出融合幅度图像，并将其转换为对应的 QR码；引入 Gyrator变换 ，通过相应的光电装置，利用激光束对 QR码完成干涉处理，得到密文。测试数据表明：相对已有的多图像光学加密技术，本算法具备更高的保密安全性与抗攻击能力，在裁剪变换下，其复原图像的失真度更小。

为了提高密文的安全性, 设计了基于混合相位掩码与Gyrator小波变换的光学图像加密算法。基于Logistic映射, 利用明文像素对其迭代, 生成一个随机相位掩码, 引入Fresnel波带与Hilbert相位函数, 获取二者对应的相位掩码, 通过对这三个相位掩码进行组合, 形成一个混合相位掩码, 对输入明文进行调制处理; 联合Gyrator变换与小波变换, 构建Gyrator小波变换机制, 根据明文像素迭代Logistic映射所输出的混沌序列来计算其旋转角度, 获取明文Gyrator频谱对应的4个子带; 对这些子带进行位置复用, 借助幅度-相位截断技术, 获取相应的密文与相位信息, 而相位信息则视为解密密钥, 以准确复原明文。实验数据表明: 与当前非对称光学加密机制相比, 所提算法具有更高的密文安全性与抗明文攻击能力。

Fresnel波带片有多个焦点，作为单色器波长选择元件使用时会受到高级衍射的影响。而Gabor波带片只有一个焦点，有更好的聚焦特性，但制作难度较大，准随机点阵二值化Gabor波带片概念的提出则解决了这个问题。介绍了准随机点阵二值化Gabor波带片的设计，并利用优化的程序分别对Fresnel波带片和准随机点阵二值化Gabor波带片的聚焦特性进行了模拟计算，通过对计算结果进行分析比较，发现准随机点阵二值化Gabor波带片具有抑制高阶衍射的特性。

报道了一种用离轴型二元组合光学元件产生多重像的新方法。此元件集Fresnel波带板和二维Dammann光栅为一体,同时具有分束和聚焦功能。应用时无需成像透镜。分束点阵为9×9,焦距为823 mm。当物的频谱面和二元组合光学元件的平面重合时,在与物面共轭的像面上产生同一物的9×9个多重图像,排列与分束阵列相同,图像清晰均匀.光强相对误差小于5%。

介绍了一种复合型图像加减滤波器,该元件是由Ronchi光栅和离轴Fresnel波带板复合而成,它的透射率函数是Ronchi光栅和Fresnel波带板两透射率函数的逻辑异或。用作图像加减时具有光路简单、调节方便、处理的面积大等优点。讨论了用这种滤波器作图像加减的原理,介绍了元件的制作方法.并给出了实验结果。

报道了自行设计的将二维Dammann光栅和Fresnel波带板集成为一体的同时具有分束和聚焦功能的二元位相型光分束器,并用等离子体增强化学气相淀积法(PECVD)制备的非晶氨化硅(α-SiNx:H)薄膜制作了这样的元件,成功地实现了设计的功能,分束阵列为3×3,焦距为18 cm,分束后的光强分布相对误差小于5%。