Baru -baru ini, sebuah tim yang dipimpin oleh akademisi Zhuang Songlin dan Profesor Zhang Dawei dari Sekolah Informasi Optoelektronik dan Teknik Komputer di Universitas Teknologi Shanghai mencapai terobosan dalam enkripsi laser mikro. Tim peneliti mencapai enkripsi optik empat dimensi dengan membangun array laser mikro OAM elips. Dikombinasikan dengan fungsi non-klonable (PUF) laser mikro, skema enkripsi yang diusulkan memiliki potensi signifikan untuk aplikasi seperti penyimpanan informasi keamanan tinggi dan anti-counterfeiting. Karya terkait, berjudul "Mengontrol orbit foton elips dalam laser mikro untuk mencapai enkripsi dimensi tinggi," diterbitkan dalam ulasan Laser Photonics. Penulis pertama dari makalah ini adalah Mao Lingge, seorang siswa master dari School of Optoelectronics, dan penulis yang sesuai adalah Qiao Zhen, seorang profesor terkemuka dari sekolah yang sama.
Teknologi enkripsi optik, dengan keunggulan unik seperti dimensi pengkodean beberapa, paralelisme tinggi, dan penyimpanan berkapasitas besar, memiliki nilai aplikasi yang signifikan di bidang keamanan informasi. Ketika jumlah dimensi pengkodean optik meningkat, kompleksitas enkripsi informasi juga meningkat secara signifikan. Oleh karena itu, enkripsi optik multi-dimensi adalah teknologi utama untuk meningkatkan keamanan penyimpanan informasi. Laser Microcavity, sebagai generasi baru perangkat enkripsi optik, memancarkan cahaya laser dengan karakteristik optik multi-dimensi, sehingga menyediakan platform inovatif untuk perangkat enkripsi optik multi-dimensi terintegrasi. Selain itu, karakteristik laser sangat sensitif terhadap perubahan kecil dalam mikrokavitas, dan laser mikrokavitas secara inheren memiliki fungsionalitas non-klonable (PUF), menambahkan lapisan keamanan lain untuk perlindungan informasi.
Diagram skematik dari laser mikro ellipik untuk enkripsi optik multi-dimensi
Di antara berbagai dimensi pengkodean, kontrol momentum sudut orbital foton (OAM) telah mendapatkan perhatian yang signifikan karena kemampuannya untuk memperluas dimensi enkripsi. Sebagai dimensi multiplexing seperti saturasi panjang gelombang dan polarisasi, mengeksplorasi metode Mode Multiplexing (MDM) inovatif untuk OAM dapat secara efektif meningkatkan jumlah dimensi enkripsi dalam enkripsi optik. Namun, karena kurangnya kontrol yang tepat atas mode OAM, dimensi enkripsi enkripsi optik berdasarkan laser mikro tetap pada tingkat yang relatif rendah.
Untuk mengatasi keterbatasan ini, para peneliti menciptakan serangkaian cincin elips dielektrik dalam mikrokavitas mikro Fabry-Pérot, memungkinkan generasi array mode OAM elips dan enkripsi multi-dimensi. Dimensi enkripsi meliputi urutan sudut L, urutan radial P, elips ε, dan arah sumbu utama θ dari mode OAM elips. Selain itu, karena sensitivitas rongga yang tinggi terhadap potensi fotonik yang setara, masing-masing mode momentum sudut orbital fotonik elips menunjukkan pola laser yang tidak dapat dikloning. Pengkodean multidimensi dan fungsionalitas non-klonable dari momentum mikrokavitas mikrokavitas mikrokavitas mikrokavitas laser membentuk sistem enkripsi yang sangat aman.
Dibandingkan dengan skema enkripsi momentum sudut orbital foton tradisional yang hanya memanfaatkan urutan sudut sebagai dimensi pengkodean, metode ini memecah simetri pusat orbit foton, membangun sistem enkripsi optik ruang parameter empat dimensi. Memanfaatkan tunabilitas kontinu dari parameter geometris ini dan tidak replikasi laser, metode ini memiliki potensi aplikasi yang signifikan dalam enkripsi informasi berkapasitas besar dan anti-counterfeiting.
