你是否想象过，一束光也能成为传递秘密的信使？在科幻电影里，那些隐藏在光影中的信息总让人心驰神往，而在现实的光学世界中，数字全息加密技术正将这种 "光的密码" 变为可能。今天，我们就来揭开这门技术的神秘面纱，看看如何用一束光完成信息的加密与解密 ------ 更重要的是，我们还为你准备了可直接落地的成熟代码，让你轻松掌握这门前沿技术！
一、核心原理：光的干涉与衍射
要理解数字全息加密，首先要抓住两个核心物理现象 ------干涉 与衍射，这是整个技术的基石。
1. 光的干涉：给信息 "拍张全息照"
我们日常看到的物体，是因为光的反射进入眼睛；而全息技术的神奇之处，在于它能记录光的全部信息（振幅 + 相位），这就需要依靠干涉。
想象两束光：一束是 "携带秘密的光"（物光），我们把需要加密的图像信息编码到这束光的相位中 ------ 光的相位就像隐藏的 "密码本"，肉眼无法直接看到，但能决定光的传播状态；另一束是 "参考光"（比如简单的平面波），就像一把 "钥匙"。
当这两束光相遇时，会发生干涉现象：它们的波峰与波谷相互叠加、抵消，最终形成一幅复杂的干涉图样（干涉光强）。这张图样看起来可能是杂乱无章的，但它已经把物光的全部信息（包括隐藏的相位密码）都记录了下来 ------ 这就是我们的 "全息加密图"，相当于给秘密信息拍了一张 "全息快照"。
2. 光的衍射：用 "钥匙" 解开密码
加密的信息要读取，就需要用到衍射 ------ 这是光绕过障碍物传播的特性，也是解密的核心。
拿到干涉图样后，我们不会直接看它，而是对其进行傅里叶变换（可以理解为 "拆解光的频谱"）。就像把混合的声音拆成不同频率的音符，傅里叶变换能把干涉图样拆解成不同频率的光信号。
我们需要找到其中对应 "物光 + 参考光" 的频谱分量（+1 级频谱），用特定的 "小孔滤波器" 把这部分信号筛选出来，再通过逆傅里叶变换让光信号 "还原衍射"，最终就能把隐藏在相位中的图像信息重新提取出来 ------ 这一步就像用对应的钥匙，打开了光的密码箱，让原本隐藏的秘密信息重现。
二、眼见为实：数字全息加密解密的效果展示
理论再精彩，不如实际效果有说服力！我们通过成熟的算法代码，完整实现了从信息编码、干涉加密到频谱筛选、衍射解密的全流程，以下是核心效果展示：
效果 1：加密前的原始信息+解密后的还原信息（振幅 + 相位）
从上述效果可以清晰看到：通过我们的算法，加密的相位信息被完整保留，解密后能 1:1 还原原始信息 ------ 无论是振幅的分布规律，还是相位的细节特征，都没有任何丢失，这就是成熟算法的硬实力！此外，我们还可以通过此方法恢复拉盖尔高斯光束的相位分布：
效果2：拉盖尔高斯涡旋光束相位恢复测量
三、数字全息加密的完整逻辑
把整个过程简化，就像完成一次 "光的密码传递"：
- 信息编码：将需要加密的图像转化为光的相位信息，加载到物光上。此时的物光就像一封写满秘密的信，只有持有 "钥匙" 的人才能读懂；
- 干涉加密：让编码后的物光与参考光干涉，生成干涉图样。这一步相当于把 "秘密信件" 锁进只有参考光能打开的箱子，外人看到的只是杂乱的图案，无法获取任何信息；
- 频谱筛选：对干涉图样做傅里叶变换，筛选出对应物光的频谱分量 ------ 这是解密的关键一步，只有选对了 "频谱钥匙"，才能找到解锁的线索；
- 衍射还原：通过逆变换让光信号衍射还原，最终提取出相位中的图像信息，完成解密。