[发明专利]一种基于纯相位型的光学加密‑解密系统

权利要求书

1.一种基于纯相位型的光学加密-解密系统，其特征在于，包括相干光源、准直系统、3dB光学分束器、偏振旋转器、相位生成器、相位生成器控制模块、相位复原生成器、光学合束器、起偏器、光电探测模块和相位恢复控制模块；

相干光源输出的光束首先通过准直系统准直输出，随后注入到3dB光学分束器；3dB光学分束器将准直输出的光束按照50:50的分束比分为两束；一路光束经过第一偏振旋转器入射到相位生成器，相位生成器连接有相位生成器控制模块，通过相位生成器控制模块给相位生成器施加控制程序，相位生成器控制模块一方面将待加密-解密的光学信息按照一定的编码方式转换为纯相位信息，施加到相位生成器上；另一方面，相位生成器控制模块产生对光学信息进行加密的纯相位密钥，施加到相位生成器上；这样，待加密-解密的光学信息隐藏在纯相位密钥中，完成对整个光学信息的纯相位加密；经过3dB光学分束器后的另一路光束经过第二偏振旋转器后入射到相位复原生成器，随后反射至第三偏振旋转器；经相位生成器加密后的光束和第三偏振旋转器透射的光束在光学合束器上进行合成；合成后的光束经过起偏器后入射到光电探测模块；光电探测模块将光信号转换为电信号，随后伺服给相位恢复控制模块；相位恢复控制模块基于一定的评价函数和优化算法不断调整相位复原生成器上的波前分布，实现对所需波前信息的复原；通过将相位复原生成器上最终恢复的波前与加密系统的密钥相减，便能够解密得到真实的光学信息。

2.根据权利要求1所述的基于纯相位型的光学加密-解密系统，其特征在于：相干光源为一个单频、单偏振的激光种子源；激光种子源是固体激光器、气体激光器或者光纤激光器。

3.根据权利要求1所述的基于纯相位型的光学加密-解密系统，其特征在于：准直系统是单个准直透镜或者是多透镜组合而成的准直系统；准直系统中透镜材料是石英材料或K9材料。

4.根据权利要求1所述的基于纯相位型的光学加密-解密系统，其特征在于：3dB光学分束器是偏振不敏感的分光棱镜或偏振不敏感的分束镜；3dB光学分束器的制作材料是钒酸钇、方解石、偏硼酸钡、石英材料或K9材料。

5.根据权利要求1所述的基于纯相位型的光学加密-解密系统，其特征在于：偏振旋转器是半波片。

6.根据权利要求1所述的基于纯相位型的光学加密-解密系统，其特征在于：相位生成器是产生所需相位分布的装置，相位生成器采用纯相位型液晶空间光调制器。

7.根据权利要求1所述的基于纯相位型的光学加密-解密系统，其特征在于：相位复原生成器是能够依据算法控制产生所需相位分布的装置，相位复原生成器采用纯相位型液晶空 间光调制器。

8.根据权利要求1所述的基于纯相位型的光学加密-解密系统，其特征在于：光学合束器是偏振不敏感的合束棱镜、偏振不敏感的合束片、偏振合束片或偏振合束棱镜；光学合束器的材质为钒酸钇、方解石、偏硼酸钡、石英材料或者K9材料。

9.根据权利要求1所述的基于纯相位型的光学加密-解密系统，其特征在于：起偏器是中性起偏器或者半波片与偏振分束器的组合；起偏器的材质是石英材料或K9材料。

10.根据权利要求1所述的基于纯相位型的光学加密-解密系统，其特征在于：相位恢复控制模块根据光电探测模块转换后的电信号，基于一定的评价函数和优化算法实现对所需波前信息的复原；其评价函数是光电探测模块转换后电信号的PV值或极值；相位恢复控制模块中优化算法是模拟退火算法或随机并行梯度下降算法。