Одномерные статистические характеристики дифракционного распределения в дальней зоне от бинарного случайного фазового транспаранта

1 / 12

МЕТОДЫ И СИСТЕМЫ ЗАЩИТЫ
ИНФОРМАЦИИ, ИНФОРМАЦИОННАЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
УДК 519.213:535.421
ОДНОМЕРНЫЕ СТАТИСТИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ
ДИФРАКЦИОННОГО РАСПРЕДЕЛЕНИЯ В ДАЛЬНЕЙ ЗОНЕ
ОТ БИНАРНОГО СЛУЧАЙНОГО ФАЗОВОГО ТРАНСПАРАНТА
М.В. Колесников, Н.Е. Трофимов
МГТУ им. Н.Э. Баумана, Москва, Российская Федерация
e-mail: ;
Исследованы особенности дифракционного распределения в дальней зоне от
бинарного случайного фазового транспаранта как элемента систем опти-
ческой обработки информации. Получены аналитические выражения, описы-
вающие одномерные плотности вероятности для распределений амплитуды,
фазы и интенсивности. Показан неоднородный характер данных случайных
распределений. Для интенсивности приведены зависимости математического
ожидания и дисперсии от координат. Проведено численное моделирование, ре-
зультаты которого согласуются с полученными выражениями. Найденные со-
отношения могут быть использованы для количественной оценки показателей
качества оптических методов, предназначенных для шифрования и сокрытия
информации.
Ключевые слова: бинарная случайная фазовая маска, оптическое преобразова-
ние Фурье, плотность вероятности, комплексная амплитуда, случайное поле.
ONE-DIMENTIONAL STATISTICAL CHARACTERISTICS
OF BINARY RANDOM PHASE MASK IN THE FAR-FIELD DIFFRACTION
PATTERN
M.V. Kolesnikov, N.E. Trofimov
Bauman Moscow State Technical University, Moscow, Russian Federation
e-mail: ;
The article describes some features of the far-field diffraction pattern from a binary
random phase mask as an element of the optical information processing systems.
Analytical expressions for one-dimensional probability density distributions of the
amplitude, phase, and intensity are defined. The nonuniform character of these
random distributions is shown. Both intensity expectation and variance dependences
on the coordinates are obtained. Numerical simulation results are consistent with the
obtained expressions. The expressions can be used for quality rating assessment of
the optical methods for encryption and information hiding.
Keywords: binary random phase masks, optical Fourier transform, probability density,
complex amplitude, random field.
Введение. Развитие информационных технологий приводит к не-
обходимости разработки новых методов обеспечения безопасности пе-
редачи и хранения информации, в том числе реализуемых с помощью
ISSN 0236-3933. Вестник МГТУ им. Н.Э. Баумана. Сер. “Приборостроение”. 2015. № 5 97