Científicos rusos desarrollan un método de codificación de datos de alta velocidad

Los científicos del Departamento de Física de Láseres del Instituto de Tecnologías de Láseres y Plasmas de la Universidad Nacional de Investigaciones Nucleares (MEPhI) de Rusia han desarrollado un método de codificación de la información basada en el principio de formación de un frente de ondas que funcione con fuentes de luz incoherentes.

Este método es eficaz cuando se crean sistemas seguros de codificación de alta velocidad: la seguridad se garantiza por claves dinámicas bidimensionales de codificación. Los resultados de la investigación se han publicado en la revista científica Laser Physics Letters.

Hoy en todo el mundo se llevan a cabo investigaciones para crear sistemas de codificación óptica. Tales investigaciones buscan desarrollar sistemas prometedores de codificación óptica de la información con luz de láser que es plenamente coherente. Tales investigaciones son incompatibles con cámaras de fotografía y vídeo habituales, porque prevén el uso de métodos holográficos complicados y están orientadas a una base de elementos de siguiente generación. Los especialistas consideran que un enfoque más eficaz es desarrollar una tecnología de codificación óptica con el uso de fuentes de luz incoherente cuasi monocromática (unicolor) que hará posible usar para esto equipos en base a cámaras de fotografía y vídeo que hoy se fabrican en serie.

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El grupo de científicos del MEPhI aplicó este enfoque. En este caso, la información para la codificación se presenta como un código QR en un modulador de la luz de amplitud témporo-espacial que comprende cristales líquidos y que se ilumina con la luz del láser monocromática. La luz pasa, ante todo, a través de un difusor mate giratorio que destruye su coherencia espacial. En calidad de elemento codificador los científicos usaron un modulador de la luz de fase que comprende cristales líquidos en los que se reflejan elementos ópticos de difracción sintetizados de antemano. El fotosensor de la cámara registra la conversión óptica de la imagen que se presenta por el modulador de amplitud con la reacción de impulso del elemento de difracción representado en el modulador de fase. El uso de tales moduladores permite realizar el cambio de claves de codificación en tiempo real. La decodificación se realiza por un método de desconvolución digital con la estabilización del resultado.

Científicos rusos desarrollan un método de codificación de datos de alta velocidad

© Foto : MEPhI

Los resultados de la investigación permitieron a los científicos codificar y decodificar imágenes de códigos QR de dimensiones de hasta 129×129 elementos. El porcentaje de píxeles erróneamente decodificados no superó el 0,05%. Esto pone de relieve que es alta la relación "señal/ruido" en el método desarrollado, es decir, su uso práctico permite evitar que la imagen decodificada sea granulosa.

"La novedad de nuestro trabajo consiste, ante todo, en la iluminación de la imagen que hay que codificar con la luz monocromática incoherente, lo que permite evitar el fenómeno Speckle y no exige el uso de métodos holográficos de registro. Además, el uso de elementos de difracción de fase sintetizados en el ordenador permite formar el frente de ondas necesario para la codificación y minimizar las pérdidas de la radiación en el sistema", comenta el colaborador del Instituto de Tecnologías de Láseres y Plasmas del MEPhI, Vitali Krasnov.