中国神话故事“夸父逐日”描述了自盘古开天劈地以来，古人对光学真理的无限渴求。圣经《约伯记》38章24节说:“光亮从何路分开？”，启发了人类关于光学的研究。经历了上千年孜孜不倦的探索，人类东西方文明长河中沉淀了大量光学领域的科学研究和科学思想宝藏。从东方春秋战国百家争鸣时期的《墨经》光学八条，到西方古希腊文明时期几何学鼻祖欧几里得的《反射光学》，从中国清代科学家郑复光撰写的近代首部光学领域科学著作《镜镜詅痴》，到西方近代光学奠基人开普勒的几何光学经典著作《折射光学》，人类对于光学现象的探索一直兴致盎然。

长距离纠缠量子对分发对于量子物理基础的检验和可扩展量子网络的实现是极其必要的。然而由于通道损耗的限制，此前能够实现的分发距离被限制在100 km左右。

近日，来自西安电子科技大学生物光学成像研究组的研究人员开发了一种全新的成像技术：受激拉曼投影显微和断层成像术。这一技术结合了受激拉曼散射显微成像免标记以及贝塞尔光束穿透深的优点，在不采用荧光标记情况下实现了三维容积成像。

全息显示技术能大大提升高端3D电视的显示效果，而彩色计算全息技术(CGH)中的灰度表示方法对实现三维重建图像的多彩显示至关重要。目前，三维重建图像的灰度一般通过控制参考光的强度或显示时间来实现。

针对现有盲道识别算法实时性较差的问题，提出一种基于边界跟踪的高实时性盲道识别算法，主要包括精确识别和跟踪识别两个步骤。精确识别步骤主要计算初始帧的灰度共生矩阵，并通过聚类和Hough变换提取图像中盲道的边界直线。之后的跟踪识别步骤利用前一帧盲道边界位置估计当前帧边界所处的小范围ROI(感兴趣区域)，在该区域中利用图像灰度梯度特征提取盲道边界位置，并通过判断前后帧盲道边界两侧颜色分布一致性检验跟踪的有效性：一致则有效，继续进行跟踪识别；反之转向精确识别步骤。对该算法进行多次实验，正常光照下每帧图像中盲道的精确识别和跟踪识别时间分别约为0.8 s和0.1 s，综合平均每帧识别时间显著降低，且盲道识别率达到90%以上，同时在阴影环境下的适应性良好。实验结果表明本文算法在保证识别率的前提下可显著提高盲道识别的实时性。

针对基于显微镜的自动对焦系统，本文提出了一种爬山搜索法和函数逼近法相结合的混合搜索算法。该算法中的爬山搜索法采用粗精结合的两段式算法。在粗略对焦时，大步距选用速度较快的灰度方差函数；当精细对焦时，小步距采用灵敏度较高的Laplacian函数；通过比较三幅图片来缩小对焦区间并且在该区间内采用函数逼近法来拟合出最佳对焦位置。该方法不仅大大减少了自动对焦所需要的图片数量，而且可以大幅度提高搜索精度。经实验验证，提出的新的搜索算法可以使搜索精度优于1 μm。

在线相位测量轮廓术(PMP)中，当被测物体运动速度较高时，所采集的变形条纹往往为运动模糊图像，使得复原误差增大，严重时可能导致三维重建无法进行。将在线PMP运用于钢轨外形及表面缺陷的在线三维测量时，为了实现钢轨表面模糊变形条纹的清晰化，本文对维纳滤波法、点扩散函数算法、盲解卷积算法和Richardson-Lucy算法等几种模糊图像复原算法进行了对比分析，用峰值信噪比对模糊条纹图像的复原效果进行评估。同时，研究了车辆运行速度和图像复原效果之间的关系，得出了复原效果与运行速度之间的关系曲线，进行了误差分析，并用在线PMP实现了钢轨外形的三维重建。理论及实验结果表明：在对钢轨外形轮廓及表面缺陷的在线三维测量时，Richardson-Lucy算法的复原效果最佳，图像复原程度与车辆运行速度呈多项式关系。

光学微腔品质因子高、灵敏度高，在精密生物传感方面有广阔的应用前景。针对洛伦兹拟合算法不能很好地拟合光学微腔输出端非对称波形和劈裂模式波形的问题，提出了隐函数模型算法。该算法首先建立模板波形，然后经平移、放缩理论实现模板波形操作，利用Levenberg-Marquardt (LM)算法优化参数值，能够实现对称波形、非对称波形和劈裂模式波形数据拟合。通过搭建光学微腔数据采集系统，采用高斯、洛伦兹和隐函数模型算法对不同折射率溶液的实验数据进行拟合。结果表明：隐函数模型算法比前两种算法的MSE低1个数量级，且拟合优度(R²)达到了0.99，拟合效果较好；隐函数模型算法谐振频率误差最小，谐振频率偏移量最大，对应的灵敏度最高，有利于提高光学微腔灵敏度。

热真空环境适应性是空间光学遥感仪器的关键性能之一，对超光谱CO₂监测仪的复原光谱精度尤为重要。基于空间外差干涉技术原理，采用理论分析和试验手段对仪器热真空环境适应性进行了讨论。理论分析了热真空环境对准直光束发散角、扩视场空间外差干涉仪组件基频波长、成像镜头离焦和缩放比等因素的改变对复原光谱的影响，并基于CS-800型热真空模拟设备开展了测量实验。实验结果表明，理论分析得到的系统基频波长与实验数据吻合，复原光谱廓线形状与理论分析一致。当干涉仪组件均采用融石英(SiLiCa)，热控精度优于1.1 ℃时，仪器可具有0.01 nm的光谱稳定度，该分析为空间外差干涉光谱仪各功能组件的热控要求、地基常压条件下基频的选定等问题提供了理论依据。

红外弱小目标易淹没在复杂的起伏背景中，为了提高后续目标的检测能力，往往需要通过抑制背景来增强目标信号。传统梯度倒数加权滤波对背景边缘缺乏稳健的适应性，本文提出了改进的梯度倒数加权滤波算法，即通过建立背景局部区域相关函数，利用背景局部统计特性自适应调整滤波参数，能较好地适应剧烈变化的背景，提高背景抑制能力。实验表明，改进的梯度倒数滤波器能对图像背景进行有效的抑制，总体性能优于其他背景抑制方法。

高空条件下太阳电池特性测试对于研究航天用太阳电池具有重要意义。本文提出了一种高空太阳电池I-V特性曲线测量方案，研究基于FPGA的硬件测试系统、并行数据采集测量方式和系统软件自动测量方法。提出基于混沌算法与遗传算法融合的太阳电池I-V特性曲线拟合算法。针对地面测试实验数据，利用太阳电池单二极管数学模型进行曲线拟合计算，结果表明混沌遗传算法优化结果适应度值为4.0289×10^-4，曲线拟合效果优于粒子群算法和遗传算法。

针对目前国内激光冲击强化设备工业化程度不高的问题，采用固定光路系统结构形式和模块化设计方法，研制了一款激光冲击强化设备。分析了激光冲击强化设备的设计方案、激光光路布置特点以及系统控制方法，并对激光冲击强化设备技术指标进行了测试。保持室温在(22±2) ℃以内，设备开机20 min后，输出最大脉冲能量可达25 J，能量波动范围不超过3%，脉宽在16 ns~20 ns之间连续可调，波动范围在-1 ns~1 ns以内，光束的发散角小于2.5 mrad，光束指向波动小于50 μrad，重复频率0.5 Hz~5 Hz可调，光路系统的传输效率约为92%，约束层厚度均匀、且流量连续可控。测试结果表明，激光冲击强化设备的各项性能良好。

母国光，男，中国科学院院士，光学家，1931年1月出生于辽宁锦西，2012年4月12日逝世于天津。1949年至1952年就读于南开大学物理系，1956年至1957年在中科院长春光机所进修应用光学，1959年担任南开大学物理系讲师和光学教研室主任，1980年至1981年在美国密西根维恩州立大学、宾夕法尼亚州立大学及亚拉巴马大学访问研修，1986年至1995年任南开大学校长、博导、研究生院院长，同时兼任中科院应用光学国家重点实验室主任。1990年入选美国光学学会(OSA)Fellow，兼任该会国际顾问。1991年入选国际光学工程学会(SPIE)Fellow。同年当选中国科学院学部委员（院士），1993年当选为国际光学委员会（ICO）副会长，1994年当选第三世界科学院院士。母国光院士曾任中国科学院技术科学部副主任，中国科协常委，国务院学位委员会学科组评委，国家自然科学奖评委，大学国际联合会（IAU）常务理事，第七、第八届全国人民代表大会代表。此外，他还曾任中国科学院学部主席团成员，南开大学学术委员会主任，兼现代光学研究所所长，天津市科协主席，中国光学学会理事长，《科学通报》、《中国科学》、《光学学报》、美国《非线性光学》、英国《光学与激光技术》及日本《光学评论》编委等。

干福熹，男，浙江杭州人，光学材料、非晶态物理学家。1952年毕业于浙江大学。1959年获苏联科学院硅酸盐化学研究所副博士学位。中国科学院上海光学精密机械研究所研究员。1964年至1977年担任中国科学院长春光学精密机械研究所激光材料研究室主任、副研究员。1976年至1984年担任中国科学院上海分院副院长和中国科学院上海光学精密机械研究所所长，1980年当选中科院院士。1984年至1992年担任上海市科学技术协会副主席。曾任中国科学技术协会常务委员会委员，国务院学位委员会委员，中国硅酸盐学会副理事长，中国光学学会副理事长，他还是国际玻璃协会执行委员会委员，美国光学学会（OSA）和国际光学工程学会（SPIE）会员，《非晶态固体》和《现代光学》杂志编辑顾问委员会委员，《纯粹及应用光学》杂志、《玻璃化学和物理》杂志和《光学材料》杂志编辑委员会委员。

微纳光学是当前光学学科发展最活跃的前沿之一，结合了光子学与纳米技术的前沿成果，主要优点是能在局域电磁相互作用的基础上实现许多全新的功能，成为21世纪国家不可或缺的关键科学和技术。微纳光学不仅是光学领域的前沿研究方向之一，也是目前新型光电子产业的重要发展方向，在光通信、光互联、光存储、传感成像、传感测量、显示、固体照明、生物医学、安全、绿色能源等领域起到不可替代的作用。