[发明专利]一种基于超表面光场多维度复用全息的嵌套加密方法

权利要求书

1.一种基于超表面光场多维度复用全息的嵌套加密方法，其特征在于，所述加密方法包括以下步骤：

S1：用于实现自旋、轨道角动量和偏振矢量复用的全息超表面是由不同椭圆形横截面的二氧化钛椭圆柱阵列组成，利用修正的计算全息图像相位恢复算法生成16个独立通道的相位分布图，其中角动量全息图和矢量全息图各有8个通道，分解为正交圆偏振基下全息图的叠加，结合介质椭圆柱的传输相位和几何相位以及计算的全息图相位实现超表面的排布，通过控制入射光携带的自旋和轨道角动量数目和出射光的偏振态，利用CCD或者其他光电器件在距离超表面特定位置的成像面上得到对应的全息重建图像；

S2：根据S1确定的超表面结构生成加工文件；

S3：利用S2所得超表面的加工文件，通过二氧化钛镀膜工艺、电子束曝光以及刻蚀手段微纳加工，制备所需的透射型介质超表面；

S4：将加工好的介质超表面实物放置在实验光路中，通过控制入射光携带的自旋和轨道角动量数目和出射光的偏振态，在距离超表面特定位置的成像面上得到对应的全息重建图像；通过改变入射光的角动量得到不同的重建图像；通过设定入射光为高斯光，在成像面上提取特定的偏振矢量得到不同的重建矢量全息图像，当入射光携带特定的自旋和轨道角动量，在成像面上出现不同的字母图像，当入射光为拓扑荷数为0的高斯光时，在成像面上出现特定的矢量全息数字图像，对应的偏振态分别为x线偏振，45°线偏振，左旋圆偏振和椭偏；

S5：提供一种具体的嵌套加密实施方案，将需要传输的明文信息编码为矢量全息图像，图像对应的偏振态记为密钥a,β|，然后对此密钥再次加密并将其编码为角动量全息图像，图像对应的自旋和轨道角动量记为密钥|σ,l，不同的信息最终编码为同一个超表面即密文，将密文和密钥I传输给特定的用户，解密过程经历相反的操作，利用密钥I：|σ,l获得角动量全息图像，对照密钥编码表获取第二次解密需要的密钥II：a,β|，再次解密，用户1和用户2根据对应的信息编码表获得最初的编码信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于超表面光场多维度复用全息的嵌套加密方法，其特征在于，所述二氧化钛椭圆柱的折射率为n＝2.28。

3.根据权利要求1所述的一种基于超表面光场多维度复用全息的嵌套加密方法，其特征在于，步骤S2中确定二氧化钛椭圆柱的长轴和短轴的变化范围在100nm-350nm。