摘要：计算机模拟验证了系统用于光学图像加密和隐藏的可行性.理论分析揭示了本系统面向应用的三个性质:相位分布的台阶数可以作为系统设计的自由度;增加系统衍射级次可以提高秘密图像的解密质量,但此时系统受到波长微变的影响也较显著;轴向位移也会产生噪音信号,其衍射距离越长,解密质量越差.

摘要：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%。

摘要：提出了一种阵列式洛伦兹力微颗粒探测法,该方法结合了散斑干涉技术的全场位移测量、分辨率高等特性与洛伦兹力微颗粒探测法中探测量为矢量、可探测内部缺陷等优势,探索了一种实时、在线、原位的缺陷检测方法.针对阵列式洛伦兹力微颗粒探测法中阵列式排布的多个悬臂梁位移测量问题,设计了大剪切数字散斑干涉系统,使来自于被测悬臂梁和安装悬臂梁的横梁的反射光发生干涉,形成剪切干涉,通过对相位差进行分析获得悬臂梁的绝对位移,并且以洛伦兹力及悬臂梁末端的位移量为中间量建立了散斑干涉相位差与缺陷体积之间的关系.本文通过实验成功获得了悬臂梁全场位移量以及缺陷的体积,通过散斑干涉的方法测量悬臂梁位移量理论分辨率可达30 nm,这使洛伦兹力微颗粒探测法具备了微米级缺陷的探测能力.

摘要：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。

摘要：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。

摘要：用双位相密钥衍射系统以解决简单三维立体信息的加密问题.选取旋转抛物面包围的三维信息作为加密对象,用相位恢复算法设计了双位相密钥.计算机模拟结果证实了该系统的有效性,并揭示了不同约束条件、迭代次数等对三维信息整体恢复质量所造成的影响.研究发现,应针对实际的设计需求在算法开销与整体恢复质量之间取得平衡.

摘要：提出一种针对双随机光学相位加密系统的无约束最优化攻击算法.在已知明文条件下,首次将双随机相位加密系统的攻击问题转化为一个单目标无约束最优化模型.基于该模型,在相应的攻击算法设计中,采用拟牛顿矩阵代替Hessian矩阵以准确获取系统的密钥,避免传统牛顿法需要计算Hessian矩阵的逆等严重缺陷.同时,因有效利用拟牛顿矩阵的正定、对称、可迭代求逆的特点,新的攻击算法具有恢复效果好、收敛速度快、初值依赖弱、鲁棒性较强等优势.此外,本算法所需约束条件较少,可方便地移植到其他光学加密系统的攻击中.

摘要：提出合理设置相位延迟以提高光学三维信息解密质量的方法.利用多个垂直于同一光轴的二维函数,分别以离轴和同轴的形式构造简单三维信息.采取基于相位抽取的光学三维信息加密算法进行模拟,验证了同轴构造三维信息解密质量受噪声干扰较大,且噪声的产生与加密过程中的相位抽取无关.通过考察信息相位分布和相位延迟对解密质量的影响,证明合理设置相位延迟可降低解密噪声.设计2种相位延迟设置方案,分析相应的约束条件.