Gli scienziati della National Research Nuclear University MEPhI (Russia) hanno proposto uno schema per la codifica ottica delle informazioni basato sulla formazione di fronti d'onda, e che funziona con illuminazione spazialmente incoerente. Questo schema è efficace nella creazione di dispositivi altamente sicuri, sistemi di codifica ad alta velocità. La sicurezza è data dalla bidimensionalità delle chiavi codificate sostituite dinamicamente. Lo studio è pubblicato su Lettere di fisica laser .

Scienziati di tutto il mondo stanno conducendo attivamente ricerche sulla creazione di sistemi di codifica ottica. La direzione principale di tali studi è la codifica di sistemi informativi ottici avanzati con illuminazione laser completamente coerente. Tali studi sono incompatibili con le fotocamere standard, perché richiedono l'uso di metodi olografici complessi e sono focalizzati su una base elementare di nuova generazione.

Lo sviluppo della codifica ottica che utilizza un'illuminazione quasi monocromatica (a un colore) spazialmente incoerente è considerato un approccio più efficace. Ciò fornisce la possibilità di implementazione hardware sulla base di fotocamere e videocamere disponibili in commercio.

In questo caso, le informazioni per la codifica vengono visualizzate come codice QR sul modulatore di luce spaziale e di ampiezza LCD che è illuminato da radiazioni laser monocromatiche. La radiazione passa attraverso un diffusore smerigliato rotante, che distrugge la coerenza spaziale. I ricercatori hanno utilizzato un modulatore di luce di fase a cristalli liquidi come elemento di codifica, dove vengono visualizzati gli elementi ottici di diffrazione pre-sintetizzati. Il sensore di immagine della fotocamera rileva la convoluzione ottica dell'immagine prodotta dal modulatore di ampiezza con la risposta all'impulso dell'elemento diffrattivo, derivato sul modulatore di fase.

L'uso di tali modulatori consente di modificare le chiavi di codifica in tempo reale. La decodifica viene eseguita mediante un metodo di deconvoluzione digitale basato su software (convoluzione inversa nell'elaborazione del segnale) con soluzione di stabilizzazione.

Gli scienziati hanno codificato e decodificato con successo le immagini dei codici QR con una dimensione fino a 129×129 elementi. La percentuale di pixel erroneamente decodificati non ha superato lo 0,05%. Questo è un alto rapporto tra segnale e rumore.

"La novità del nostro lavoro è, primo, nell'applicazione dell'illuminazione monocromatica spazialmente incoerente della scena di codifica, consente di evitare il rumore speckle e non richiede metodi di registrazione olografici. Secondo, l'uso di elementi di diffrazione di fase sintetizzati al computer consente di generare il fronte d'onda di codifica richiesto e riduce al minimo la perdita di radiazione nel sistema, ", ha affermato il professore associato Vitaly Krasnov.