Científicos de la Universidad Nacional de Investigación Nuclear MEPhI (Rusia) han propuesto un esquema de codificación óptica de información basado en la formación de frentes de onda, y que funciona con iluminación espacialmente incoherente. Este esquema es eficaz para crear sistemas de codificación de alta velocidad. La seguridad la proporciona la bidimensionalidad de las claves codificadas reemplazadas dinámicamente. El estudio se publica en Letras de física láser .

Científicos de todo el mundo están investigando activamente sobre la creación de sistemas de codificación óptica. La dirección principal de tales estudios es la codificación de sistemas de información óptica avanzados con iluminación láser totalmente coherente. Dichos estudios son incompatibles con las cámaras estándar, porque requieren el uso de métodos holográficos complejos y están enfocados en una base elemental de próxima generación.

El desarrollo de la codificación óptica utilizando iluminación cuasi monocromática (de un solo color) espacialmente incoherente se considera un enfoque más eficaz. Esto brinda la posibilidad de implementación de hardware sobre la base de cámaras fotográficas y de video disponibles comercialmente.

En este caso, La información para la codificación se muestra como un código QR en el modulador de luz espacial de amplitud LCD que se ilumina mediante radiación láser monocromática. La radiación pasa a través de un difusor esmerilado giratorio, que destruye la coherencia espacial. Los investigadores utilizaron un modulador de luz de fase de cristal líquido como elemento codificador, donde se muestran elementos ópticos de difracción sintetizados previamente. El sensor de imagen de la cámara detecta la convolución óptica de la imagen que es producida por el modulador de amplitud con la respuesta de pulso del elemento difractivo, derivado del modulador de fase.

El uso de estos moduladores permite cambiar las claves de codificación en tiempo real. La decodificación se realiza mediante un método basado en software de deconvolución digital (convolución inversa en el procesamiento de señales) con solución de estabilización.

Los científicos codificaron y decodificaron con éxito las imágenes de códigos QR con un tamaño de hasta 129 × 129 elementos. El porcentaje de píxeles decodificados erróneamente no superó el 0,05 por ciento. Ésta es una alta relación señal / ruido.

"La novedad de nuestro trabajo es, primero, en la aplicación de iluminación monocromática espacialmente incoherente de la escena de codificación, le permite evitar el ruido de moteado y no requiere métodos holográficos de registro. Segundo, el uso de elementos difractivos de fase sintetizados por computadora le permite generar el frente de onda de codificación requerido y minimiza la pérdida de radiación en el sistema, ", dijo el profesor asociado Vitaly Krasnov.