Cientistas da Universidade Nacional de Pesquisa Nuclear MEPhI (Rússia) propuseram um esquema para codificação óptica de informações com base na formação de frentes de onda, e que funciona com iluminação espacialmente incoerente. Este esquema é eficaz na criação de sistemas altamente seguros, sistemas de codificação de alta velocidade. A segurança é fornecida pela bidimensionalidade de chaves codificadas substituídas dinamicamente. O estudo é publicado em Cartas de Física a Laser .

Cientistas de todo o mundo estão conduzindo ativamente pesquisas sobre a criação de sistemas de codificação ótica. A principal direção de tais estudos é a codificação de sistemas de informação ótica avançados com iluminação a laser totalmente coerente. Esses estudos são incompatíveis com câmeras padrão, porque eles requerem o uso de métodos holográficos complexos e estão focados em uma base elementar de próxima geração.

O desenvolvimento da codificação óptica usando iluminação quase monocromática (cor única) espacialmente incoerente é considerado uma abordagem mais eficaz. Isso oferece a possibilidade de implementação de hardware com base em câmeras fotográficas e de vídeo disponíveis comercialmente.

Nesse caso, as informações para codificação são exibidas como um código QR no modulador de luz espacial de amplitude LCD que é iluminado por radiação laser monocromática. A radiação é passada através de um difusor rotativo fosco, que destrói a coerência espacial. Os pesquisadores usaram um modulador de luz de fase de cristal líquido como o elemento de codificação, onde elementos ópticos de difração pré-sintetizados são exibidos. O sensor de imagem da câmera detecta a convolução óptica da imagem que é produzida pelo modulador de amplitude com a resposta de pulso do elemento difrativo, derivado no modulador de fase.

O uso de tais moduladores permite alterar as chaves de codificação em tempo real. A decodificação é realizada pelo método baseado em software de deconvolução digital (convolução inversa no processamento de sinal) com solução de estabilização.

Os cientistas codificaram e decodificaram com sucesso as imagens de códigos QR com um tamanho de até 129 × 129 elementos. A porcentagem de pixels decodificados erroneamente não excedeu 0,05 por cento. Esta é uma alta proporção de sinal para ruído.

“A novidade do nosso trabalho é, primeiro, na aplicação de iluminação monocromática espacialmente incoerente da cena de codificação - permite evitar o ruído de manchas e não requer métodos holográficos de registro. Segundo, o uso de elementos difrativos de fase sintetizados por computador permite que você gere a frente de onda de codificação necessária e minimiza a perda de radiação no sistema, "disse o Professor Associado Vitaly Krasnov.