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Advanced Science | 声学加密迎新突破!南宫NG28集团生物医学工程学院(未来手艺学院)科研团队实现多维声学信息加密与数十秒级瞬时视觉解密

泉源::: 时间:::2026-01-04点击:::
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克日,,南宫NG28集团生物医学工程学院(未来手艺学院)张怀岺教授、、林勤副教授团队联合中国科学院深圳先进手艺研究院蔡飞燕研究员在国际着名学术期刊《Advanced Science》(中科院 1 区 TOP 期刊,,影响因子 14.1)揭晓题为 “Multi-Dimensional Acoustic Cascaded Holographic Encryption with Instantaneous Visual Decryption via Particle Manipulation” 的研究论文 。团队首次将多维复用级联声学全息术与微粒操控手艺相融合,,研发出紧凑式声学加密器件,,乐成实现多维信息加密与数十秒级瞬时视觉解密,,为声学加密手艺的适用化开展迈出要害一步 。

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这种紧凑声学加密器件接纳立异战略大幅提升了信息编码自由度,,从而构建起更严密的物理清静屏障 。如图1所示,,该器件突破了古板加密维度限制,,除通例相位漫衍外,,还将两个级联声全息透镜间的相对距离和相对旋转角度作为特殊加密密钥,,从而实现多维信息加密 。其焦点亮点在于实现瞬时可视化解密:::当两个级联声全息透镜的密钥(距离与旋转角度)准确匹配时,,重修声场爆发的特定声辐射力,,可驱动声学窗内的彩色 PDMS 粒子在数秒至数十秒内迅速自组装成加密图案(如数字、、字母等),,无需任何辅助电子扫描装备或后期图像处理,,即可完成即时视觉解密 。

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图1基于多维声全息加密与瞬时视觉解密声学加密器件的看法图

图 2 展示了该器件的三维声全息加密与瞬时视觉解密原理及实验验证 。其中,,图 2(a)为手艺看法图,,呈现通过调控级联声全息透镜相对距离、、旋转角度作为特殊密钥,,并连系 PDMS 微粒操控实现焦点功效的设计思绪;;图 2(b)和(c)划分为两块声全息透镜的盘算相位漫衍及 3D 打印样品 。实验效果显示,,当两个级联声全息透镜相对距离为 2cm、、旋转角度为 0° 时,,入射平面声源经调制后,,在声学窗内形成数字“6”的重修声 。ㄍ 2(d)),,并通过声辐射力驱动彩色 PDMS 粒子自组装成图案 “6”(图 2(e));;当相对距离调解为 3.4cm、、旋转角度为 180°时,,粒子则自组装成图案 “8”,,乐成实现三维声全息加密与瞬时视觉解密功效 。

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图2 (a)三维声全息加密与瞬时视觉解密看法图;;(b)两块声全息透镜的盘算相位漫衍;;(c)3D 打印样品;;(d)两种差别密钥参数下声学窗内重修声场的理论和实验效果;;(e)彩色 PDMS 微粒在声场作用前后的排列实验效果

此项研究充分证实了所研发器件在多维信息加密和瞬时视觉解密方面的可行性与优越性,,研究效果不但为声学加密、、水下保密通讯、、动态全息显示等领域提供了全新手艺思绪,,并且在生物组织工程等交织学科领域展现出辽阔应用远景,,具有主要的理论意义和适用价值 。

此项研究是我??褂凶橹蒲,,汇聚差别学科偏向专家在声学信息领域取得的一项突破性研究效果 。南宫NG28集团生物医学工程学院(未来手艺学院)林勤副教授为论文第一作者,,张怀岺教授与中国科学院深圳先进手艺研究院:::H僭菏、、蔡飞燕研究员为配合通讯作者 。生物医学工程学院(未来手艺学院)生物力学与生物质料实验室陈鸿鹏副教授指导PDMS微粒制备,,20 级本科生刘韵清(现为南方医科大学研究生),,24 级本科生周泽娇、、李佳阳同砚作为配相助者加入研究 。该效果以南宫NG28集团生物医学工程学院(未来手艺学院)为第一通讯单位,,联合中国科学院深圳先进手艺研究院、、东莞市医学电子与医学影像装备重点实验室、、松山湖医工融合立异中心配合完成,,研究事情获得国家重点研发妄想项目、、国家自然科学基金项目、、深圳市优异青年科学基金项目、、广东省自然科学基金面上项目及南宫NG28集团博士启动基金等项目的大力支持 。

原文链接::: https://doi.org/10.1002/advs.202516151

引用::: Q. Lin, F. Cai, Y. Liu, Z. Zhou, J. Li, R. Zhang, H. Chen, H. Zheng, and H. Zhang, Multi-Dimensional Acoustic Cascaded Holographic Encryption with Instantaneous Visual Decryption via Particle Manipulation, Adv. Sci. 2025, e16151.


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