提出了一种基于K近邻算法的相位编码连续变量量子密钥分发量子态识别方法。算法利用接收量子态的相位特征实现识别，首先由已知相干态构成的训练集进行学习，再根据未知量子态提取出的相位特征进行分类。推导了基于K近邻的识别方法在集体攻击与反向协调下的安全码率，比较了该方法应用于四态协议和八态协议下，在不同传输距离、调制方差、过量噪声下的性能。数值仿真结果表明，该方法能够有效生成安全密钥，当安全码率为10^-5比特每符号时，传输距离可达到250 km。

Lommel光束是由Lommel函数描述的一种结构复杂的无衍射光束，其光学形态可由阶数n、不对称度c0、旋转角度?0等3个参数调控，三参数Lommel光束结构复杂，实验上较难产生。引入了一种复振幅调制技术来产生Lommel光束，利用罗曼型迂回相位编码法，对复杂波前的振幅和相位进行编码，构造出能够产生Lommel光束的二元计算全息图，然后使用全息直写打印系统，将由计算机构建的二元计算全息图加工成实振幅掩模板，实验制备了像素数高达35000 pixel×35000 pixel的掩模板，最终方便地产生了高质量的Lommel光束，该研究方法也为产生其他具有复杂结构的无衍射光束提供了思路。

针对传统光场深度值估计中的测量对象纹理不足导致深度值精度低的问题和光场高维数据带来的高计算负荷的问题，提出一个基于轻量级卷积神经网络对相位编码的光场进行深度值估计的方法，并提出相应的相位编码光场数据集。所提方法利用水平和垂直视点流的多角度信息，利用全卷积网络和逐级深化的平均池化充分提取特征，并由中心视图引导，将两个方向的特征流融合，最终得到中心视点的深度图。实验结果表明，所提方法可生成高精度深度图，而且网络参数量和推理时间仅为典型光场深度值估计网络的27.4%和41.2%，具有更高的效率和实时性能。

在基于光场的一系列应用中，目标的三维重建是基础且关键的任务。普通光场只能重建单一视角而无法重建全景，并且在纹理特征匮乏的区域也无法生成准确的三维信息。针对以上问题，提出一种基于多视点编码光场的全景三维重建方法。首先，利用结构光编码向场景投射正弦模板生成像素级的相位码字以丰富场景特征，进而在多个角度独立地进行光场采集。然后，在各个光场采样视点的内部利用空间信息和角度信息求取深度值。最后，在不同的光场采样点之间由位姿引导实现三维信息融合。实验结果表明，所提方法能有效恢复物体的全景信息，而且对物体纹理特征匮乏区域的重建也更加准确。

引入了一种新型完美涡旋光束——完美Lommel光束（PLBs）。首先给出了产生这种光束的理论机制，然后构建实验系统来产生PLBs。实验主要分为两步：第一步是利用罗曼迂回相位编码法产生高质量Lommel光束；第二步是将生成的Lommel光束经傅里叶变换后产生PLBs。产生的PLBs的环半径不受拓扑荷值的影响，并可通过阶数、不对称参数的模和角度三个参数来调控PLBs的分布，这意味着PLBs是一种具有三个自由度的三参量完美涡旋光束。

为了提高图像的加密效率和安全性，提出一种基于指纹密钥的光学双图像加密方法。首先，两幅待加密图像分别经置于输入平面和Gyrator变换域平面的两块指纹随机相位板的调制后，再经1次Gyrator变换，然后将Gyrator变换后的结果合成为一幅复振幅图像。最后，对得到的复振幅图像进行相位截断和振幅截断操作，得到加密图像和两个相位密钥。解密时，指纹、振幅截断得到的相位密钥、混沌系统的初值和控制参数、Gyrator变换参数均可作为解密过程中的密钥。在所提方法中，由于密钥与用户身份关联，加密系统的安全性得以进一步提高。此外，由于无需传输相位板密钥，密钥管理更为便捷。数值模拟结果表明，所提加密方法切实可行，具有较高的安全性和鲁棒性。

相位编码是脉冲压缩雷达的一种典型脉冲调制形式, 相位编码脉冲压缩雷达干扰是电子战领域的研究热点。针对传统噪声干扰对抗相位编码脉冲压缩雷达的不足, 提出了一种对抗相位编码脉冲压缩雷达的多相重构干扰调制技术, 将侦察获得的雷达信号样本分成若干子段, 重构产生相干干扰信号。该干扰信号可以获得雷达信号的相干处理增益, 干扰功率利用率高。仿真结果表明: 该技术可以根据雷达工作模式进行干扰调制, 产生预期的干扰信号波形, 具有较好的干扰效果。

基于矢量分解及双随机相位编码设计了一种光学图像加密系统。通过矢量分解将原始图像分解为两个相位模板, 其中一个相位模板通过双随机相位编码系统进行加密, 另一个相位模板作为额外的密钥, 参与图像的解密, 通过与解密光束相干叠加恢复出原始图像。数值模拟表明, 所设计加密系统具有较好的加密和解密效果, 以及较强的抗噪声和剪切攻击能力。相较于双随机编码系统, 文中加密系统通过矢量分解增加了一个密钥, 拓展了系统密钥空间, 且矢量分解破坏了加密系统的线性关系, 加密系统能够抵御唯密文攻击、已知明文攻击及选择明文攻击, 具有较高的安全性。

在波片相位测试中，引入0~2π涡旋相位板，通过构建波片相位延迟量和出射光的中空椭圆光斑方位角之间的函数关系，对相位延迟量进行仿真计算，实现对波片测试方法的论证分析。在理论上将波片相位延迟量的测量范围扩大到了270°，理论测量误差不超过±0.71%。

针对单一特征模板保护算法效果较差以及存储前对模板保护不足等问题，提出一种多特征融合的人脸模板保护方法。该方法利用两种特征提取算法提取人脸不同的特征，实现多特征的融合保护，并在特征变换阶段将两种特征分别作为两个掩模，使用双随机相位掩模技术对原始图像进行加密。在存储前利用密钥生成思想从图像中直接获取密钥，并结合伴随矩阵性质，设计了一种改进分块幻方变换的置乱算法。为验证算法性能，采用ORL和EYaleB两个人脸数据库分别进行测试。结果表明，置乱算法的置乱度在ORL数据库可以达0.0194，在EYaleB数据库上可达0.0187，所提模板保护方法的识别率可分别达97.12%和96.90%。模板保护的三大特性不可逆性、可撤销性和不可链接性均表现良好。