近日，山东师范大学蔡阳健教授团队在国际著名期刊《Communications Physics》上发表题“High capacity robust information transmission using generalized random structured beams and deep learning decoding”的研究论文，创新性地将随机结构光束用于高容量自由空间光通信。山东师范大学博士生刘云为论文的第一作者，山东师范大学蔡阳健教授和余佳益教授为论文共同通讯作者。
自由空间光通信的重要性随着日益增长的数据传输需求不断凸显。然而，现有技术难以同时满足自由空间光通信对高容量、高稳定性与信息安全的多重需求。我们提出一种基于广义随机结构光束与深度学习解码技术的信息传输方案：通过光学相干工程将信息编码至随机模式中，实现信道容量提升，借助卷积神经网络于接收端从光强分布中恢复数据。该方法对 256 级灰度图像的解码准确率可达 99% 以上，在强噪声干扰下仍具备优异的稳定性，并可结合随机像素索引机制进一步提升传输安全性。该工作为高性能自由空间光通信提供了一条可行路径。
相关研究得到了国家自然科学基金重点项目、面上项目等多项资助。
