该文的第一部分工作是在"虚拟光学"或"数字光学"概念的基础上,实现了两种基于虚拟光学的加密方法:基于模拟透镜成像的数据加密方法和基于模拟光学全息的数据加密方法.对上述两种方法详细分析和推导了相应的加密和解密的算法结构;给出了算法实现;并给出了在MATLAB环境下和数字仿真实验结果.此外,还对加密过程中所涉及的光学及结构参数的灵敏度进行了定量分析,并在此基础上给出了密钥空间的粗略估计.另外,随着国际互联网络与多媒体技术的迅速发展,数字图像已经逐渐克服了往日因存储量巨大而带来的种种问题,成为信息表达方式的主流,这也使得数字图象信息的安全问题成为国际上研究的焦点问题.而光学加密的并行性使得它在大数据量的图像信息安全方面大有用武之地.在此背景下,该论文第二部分的工作中首先分析了光学异或的实现原理并给出一种利用此原理实现数字图像加密的光学系统,随后指出了利用单纯光学异或进行加密所存在的问题.在此基础上该文提出了一种解决方案:将光学异或与置乱技术相结合实现数字图像的复合加密方法,并通过数字仿真实验结果证明了这种方法的可行性.