本文提出了一种阶数是实数向量的幂次加权酉变换，并据此给出了一种高安全光学图像加密方法。这种基于实数向量幂次加权酉变换的图像加密方法，不仅克服了此前各种文献中出现的分数傅里叶变换图像加密方法的诸多安全隐患，而且在不增加计算复杂度和光学系统硬件成本的前提下，显著提高了光学图像加密方法的安全性。此外，本算法中的实数向量幂次加权酉变换包含先前文献中出现的各种分数傅里叶变换，使得经典分数傅立叶变换得以推广，我们通过数值仿真，验证了这种光学图像加密方法的有效性和安全性，预示着此种算法在光学信息处理和信息安全等研究领域具有重要理论意义。本文以加权酉变换算子作为特例，分析了此加密算法在光学图像加密的有效性和安全性。本算法在同样由阶数作为密键前提先下，密键由原来的实数扩大到实数向量，从而一次变换即可产生多个密键，提高了图像加密算法的安全性。另外，通过数值仿真实验，验证了本算法比自由参数敏感度高很多，因此阶数向量作为密键具有很好的加密效果。最后，本文从概率统计的角度分析了当破译者利用非法的手段在获得部分的加密信息的情况下，破译者破译图像信息所需要的时间。