JOPT编辑优选：级联超表面的空间复用加密
文章介绍
Zhixiang Fan, Yuetian Jia, Hongsheng Chen（陈红胜） and Chao Qian（钱超）
通讯作者：
- 陈红胜，浙江大学
- 钱超，浙江大学
研究背景：
近年来，基于光学超表面的全息成像已崭露头角，为光学加密和信号处理提供了多功能物理平台。通过精心设计超表面的单元结构和空间分布，利用偏振、入射角、波长和轨道角动量（OAM）等光学特性开发了多种全息加密技术，显著提升了信息加密的容量和安全性。但是，高信息通道容量是个永无止境的目标。在无线通信中，空间复用被广泛采用，其原理是通过从每个传输天线发送不同的信号以提高数据传输速率。在光学加密领域，这种方案尚未被充分研究。
研究内容：
研究团队提出了一种基于级联超表面的空间复用全息术用于光学加密，能够在任意空间位置自由编码不同的密钥和秘密信息。加密过程中，加密信息通过Arnold变换进行编码，并使用最低有效位隐写术将其加密为不相关的图片，并随后生成与图片关联二维码。在解密过程中，则需要获取二维码和Arnold变换中的解码参数，共同恢复原始信息。研究团队在级联超表面平台上以光学方式实现上述过程，对于每个用户，二维码和解码参数显示在不同的三维位置。作为演示，同时实现了六个用户通道的光加密。
该框架无缝集成了超表面全息和光学加密，实现了不同加密过程中超表面的复用，并实现了低成本器件和低复杂度的安全加密。该技术具有显着的优势：创新的加密技术、高集成度、高设计灵活性、有效的数据传输和多用户访问。此外，级联超表面可以与其他复用技术无缝集成，增强加密框架的通用性和适用性。这些发现凸显了级联超表面作为各种频率范围内光学加密的有前途的平台的潜力。
级联超表面空间复用加密原理图
作者介绍
钱超 助理教授
浙江大学
- 钱超于2020年在浙江大学获博士学位。目前是浙江大学浙江大学伊利诺伊大学联合学院的助理教授。研究兴趣包括超材料、电磁散射、深度学习和智能电磁器件。
陈红胜 教授
浙江大学
- 陈红胜于2005年在浙江大学获博士学位。目前是浙江大学信息与电子工程学院长江学者特聘教授。研究兴趣包括超材料、隐身斗篷、变换光学以及电磁学的理论和数值方法。
期刊介绍
- 2022年影响因子：2.1 Citescore: 4.1
- Journal of Optics（JOPT）出版光学方面的实验和理论研究论文，研究领域包括：纳米光子学和等离激元光子学；超构材料和结构化光子材料；量子光子学；生物光子学；光与物质的相互作用；非线性和超快光学；光的传播、衍射和散射；信息和通信光学；集成光学；光伏和能量收集。除原创性研究外，JOPT还出版专题综述，为研究人员带来高质量的内容。所有JOPT文章还提供HTML阅读模式，方便研究人员使用手机或平板进行阅读。