Des scientifiques de l'Université nationale de recherche nucléaire MEPhI (Russie) ont proposé un schéma de codage optique de l'information basé sur la formation de fronts d'onde, et qui fonctionne avec un éclairage spatialement incohérent. Ce schéma est efficace pour créer un système hautement sécurisé, systèmes de codage à grande vitesse. La sécurité est assurée par la bidimensionnalité des clés codées remplacées dynamiquement. L'étude est publiée dans Lettres de physique laser .

Des scientifiques du monde entier mènent activement des recherches sur la création de systèmes de codage optique. La direction principale de ces études est le codage de systèmes d'information optiques avancés avec un éclairage laser entièrement cohérent. De telles études sont incompatibles avec les caméras standards, car ils nécessitent l'utilisation de méthodes holographiques complexes et se concentrent sur une base élémentaire de nouvelle génération.

Le développement d'un codage optique utilisant un éclairage quasi-monochromatique (une seule couleur) spatialement incohérent est considéré comme une approche plus efficace. Cela offre la possibilité d'une implémentation matérielle sur la base de caméras photo et vidéo disponibles dans le commerce.

Dans ce cas, les informations d'encodage sont affichées sous la forme d'un code QR sur le modulateur de lumière amplitude-spatiale LCD qui est illuminé par un rayonnement laser monochromatique. Le rayonnement est passé à travers un diffuseur givré rotatif, ce qui détruit la cohérence spatiale. Les chercheurs ont utilisé un modulateur de lumière à phase cristal liquide comme élément de codage, où les éléments optiques de diffraction pré-synthétisés sont affichés. Le capteur d'image de la caméra détecte la convolution optique de l'image produite par le modulateur d'amplitude avec la réponse impulsionnelle de l'élément diffractif, dérivé sur le modulateur de phase.

L'utilisation de tels modulateurs permet de changer les clés de codage en temps réel. Le décodage est effectué par une méthode logicielle de déconvolution numérique (convolution inverse dans le traitement du signal) avec une solution de stabilisation.

Les scientifiques ont encodé et décodé avec succès les images de codes QR d'une taille allant jusqu'à 129 × 129 éléments. Le pourcentage de pixels décodés par erreur ne dépassait pas 0,05 %. Il s'agit d'un rapport signal/bruit élevé.

"La nouveauté de notre travail est, premier, dans l'application d'un éclairage monochromatique spatialement incohérent de la scène d'encodage - cela vous permet d'éviter le bruit de speckle et ne nécessite pas de méthodes d'enregistrement holographiques. Seconde, l'utilisation d'éléments de diffraction de phase synthétisés par ordinateur vous permet de générer le front d'onde de codage requis et minimise la perte de rayonnement dans le système, " a déclaré le professeur agrégé Vitaly Krasnov.