Le moment cinétique orbital stimule l’holographie multiplexée

L’holographie optique est une méthode puissante pour enregistrer et reconstruire des informations complètes sur le champ optique, y compris l’intensité et la phase. Il a trouvé de nombreuses applications dans divers domaines, tels que l’affichage optique, l’imagerie, le stockage de données, le cryptage et la métrologie. Avec le développement rapide de la société de l’information, la nécessité d’une plus grande liberté de codage pour répondre aux défis de haute sécurité et de haute capacité est devenue évidente.

Alors que différentes dimensions physiques de la lumière, telles que la longueur d’onde, l’angle d’incidence, la polarisation et le temps, peuvent servir de canaux d’information indépendants dans les systèmes holographiques, la disponibilité des canaux spatiaux est limitée. Après avoir épuisé les dimensions physiques disponibles pour l’holographie multiplexée, les chercheurs ont trouvé de nouvelles opportunités dans la dimension du moment angulaire orbital (OAM) de la lumière.

En échantillonnant les hologrammes de manière appropriée dans l’espace d’impulsion, les chercheurs ont mis en œuvre l’OAM en tant que support d’informations indépendant pour l’holographie optique, conduisant à l’holographie multiplexée OAM. Cette technique offre des capacités de traitement de l’information optique sans précédent en raison des modes en spirale infinis et de l’orthogonalité inhérente de l’OAM.

Pour améliorer encore le multiplexage holographique, des chercheurs de l’Université Soochow en Chine ont récemment proposé une nouvelle approche appelée OAM conique hélicoïdal multirampe (MHC-OAM). Comme rapporté dans Nexus photonique avancécette approche utilise un modulateur spatial de lumière (SLM) pour obtenir des faisceaux MHC avec différents paramètres qui peuvent servir de canaux de cryptage ou de décryptage d’informations, élargissant considérablement la capacité de multiplexage holographique.

S’appuyant sur des paramètres de faisceau MHC modulés indépendamment, la conception permet des formes d’onde de faisceau MHC spatialement arbitraires et différents types d’holographie MHC-OAM. En plus de la charge topologique apportée par l’OAM, trois autres paramètres peuvent servir de porteurs pour le codage et le décodage de l’information : le nombre de dislocations multirampes mixtes en vis, le facteur normalisé et la constante du faisceau MHC.

La combinaison différente des quatre paramètres du faisceau MHC peut entraîner un multiplexage holographique de plus grande dimension, avec l’avantage d’une sécurité améliorée.

L’hologramme multidimensionnel MHC-OAM fournit des clés de sécurité supplémentaires, permettant le développement de plates-formes de chiffrement optique imbriquées avancées. Cette innovation révolutionne les schémas de cryptage optique existants avec une capacité de données limitée ou une faible sécurité. En utilisant des hologrammes MHC-OAM pour chiffrer et déchiffrer des informations optiques basées sur des modes MHC spécifiques, les informations codées deviennent insensibles à certaines attaques par force brute.

Le schéma de cryptage optique offre des canaux d’information théoriquement illimités, répondant aux demandes croissantes de transmission parallèle d’informations de haute sécurité.

Selon le professeur Xiao Yuan, chercheur principal au Key Laboratory of Advanced Optical Manufacturing Technologies de l’Université de Soochow, « l’approche de conception générique de l’holographie multiplexée MHC-OAM peut être étendue pour obtenir un multiplexage holographique dans des dimensions plus élevées, par exemple en combinant la polarisation et la longueur d’onde Cela ouvre de nouvelles possibilités pour améliorer encore la capacité d’information et la sécurité dans l’holographie optique. »

Avec le potentiel de canaux d’information illimités et d’un cryptage étanche, l’holographie optique continue d’évoluer et de répondre aux exigences de l’ère de l’information.