近年来图像加密技术越来越受到人们的重视，已经提出了很多有效的图像加密方法。由于光学信息处理具有高速行、高并行性等特点，使得运用光学方法进行图像加密成为人们研究的热点。在这些研究中，相位编码及分数傅立叶编码分别以其较高的安全性和多密钥性，受到了国内外学者的广泛关注。　　本文首先针对分数傅立叶变换的定义形式具有多样性的特点，从中分析其中的两种形式，简单的证明了它们的等价性；分析了分数傅立叶变换具有的良好的数学性质及其离散化算法；介绍了分数傅立叶变换的光学实现方法。　　其次，对目前比较热门的双随机相位编码技术，进行了计算机仿真模拟及安全性能分析，同时，就现有的几种改进方案进行了理论介绍；对菲涅耳变换的光学加密方法进行了计算机模拟及性能分析。对三种比较典型的基于分数傅立叶变换的光学加密系统进行了计算机仿真模拟和安全性能分析。第一种是基于分数傅立叶变换的分频域编码技术。第二种是基于迭代分数傅立叶变换的编码技术。第三种是基于分数傅立叶变换和三步相移干涉的编码技术。　　最后，根据前面章节讲述的基于分数傅立叶变换光学加密方法的多密钥的优点和菲涅耳加密方法无透镜的优点，从简化光学系统装置及提高系统安全性能的角度出发，提出了基于迭代分数傅立叶变换及菲涅耳变换的光学加密方法。计算机仿真模拟，证明了系统的可靠性及系统对分数阶阶数和菲涅耳变换距离的灵敏性。