光学元件无处不在，特别是反射镜和透镜，在任何一台光学仪器和设备如望远镜、激光等中都必不可少。尽管光学元件两千多年前已被人类发明并使用，但是它们的发展从未止步。更高的成像分辨率一直是光学设计人员的永恒追求，以超振荡透镜和超临界透镜为代表的平面超透镜以其体积小、超衍射极限成像性能等优势成为当前衍射光学和纳米光子学等领域的研究热点之一。对此，本期综述论文概述了平面超衍射极限透镜的原理和基本设计思想，对超振荡透镜和超临界透镜的主要研究进展及其在远场超分辨成像能力进行了总结，并对其性能特性进行了对比和讨论。另外，薄膜反射镜也以其柔性、质量轻、成像性能好、适合空间应用而收到广泛关注，本期论文深入研究这种主镜，并报道其台阶数目对衍射成像系统传递函数的影响。

纳米尺度的激光器和光放大器是未来芯片上光电集成的核心器件。具有高光学增益的稀土光学材料由于其较长的载流子寿命和量子相干时间，对于光子学和量子信息中的各种应用，特别是在激光器和放大器的研制方面，非常重要。但到目前为止，这种材料只实现了几dB/cm的增益，因此不适用于纳米光子集成电路中。为了实现高光学增益，需要寻求高掺铒浓度和高结晶质量的材料。

由于石墨烯的高透光率和硅的高光吸收率，基于石墨烯-硅结构的肖特基异质结在高性能光电探测器方面具有很好的应用前景。然而，现有的制造工艺采用转移石墨烯作为电极，容易因金属催化剂而产生污染，并且由于生长过程中的金属颗粒和聚合物残留物的转移，硅和石墨烯之间的界面通常不理想，硅表面的高反射率常使得有效吸收率远低于所需。

微尺度的手性结构具有特殊的光学性质，在研究圆二色性和旋光色散等方面具有重要意义。最近的研究证明，涡旋光有助于在微纳尺度上高效率地加工手性结构。涡旋光是一种具有螺旋相位波前和“甜甜圈”形强度分布的结构光束，已被用于在金属中加工手型结构或者在各向异性偏振依赖的偶氮苯聚合物中制造螺旋图案。但在各向同性聚合物中，目前仅能典型地得到不具有手性特征的圆筒状几何结构。

以超振荡透镜和超临界透镜为典型代表的平面超透镜是一种利用光场调控方式实现远场超衍射极限聚焦和成像的光学元件。通过精密调控各衍射结构单元之间的干涉效应，可以在焦平面上局部区域内获得高于系统最高空间频率的电场振荡，从而实现对衍射焦斑横向和轴向尺寸的可控调节。与传统的光学透镜相比，平面超透镜具有聚焦能力强，结构紧凑，设计自由度大，利于集成等优点。因其远场超衍射极限的光场调控能力，受到衍射光学和纳米光子学领域人员的广泛关注和研究。本文介绍了平面超衍射极限透镜光场调控的原理和设计方法。对超振荡透镜和超临界透镜的研究现状及其在远场光学超分辨成像领域的应用进行了分析和讨论，最后对该领域面临的问题及其拓展方向作了展望。

本文设计了工作在第二个大气窗口(3 μm~5 μm)和第三个大气窗口(8 μm~14 μm)的双频段FSS。该FSS为双屏结构，由六边形金属网格和六边形谐振环阵列组合而成。仿真结果表明，该FSS在两个大气窗口的平均透过率低于5%，且对不同角度入射的电磁波具有良好的角度稳定性。分析了结构主要尺寸参数对传输特性的影响，结果表明，调整六边形谐振环的单元尺寸能够有效调节3 μm~5 μm波段范围内-10 dB阻带的带宽，增大金属网格的单元尺寸会使得8 μm~14 μm波段范围内的阻带向长波方向移动。

为研究位相型菲涅尔透镜台阶近似引起的衍射杂散光对衍射成像系统调制传递函数(MTF)的影响，本文运用波动光学仿真分析方法模拟光波的传播。通过有限个级次的衍射波面在系统像面上相干叠加，得到系统的点扩散函数(PSF)；对其进行傅里叶变换，得到系统的MTF。以菲涅尔主镜口径为80 mm的衍射成像系统为样机，分析了衍射主镜台阶数目为二、四、八时，系统MTF与理论设计值的差异。结果表明，随着衍射主镜台阶数目的增加，衍射杂散光对系统MTF的影响减小；并且四台阶时，与设计值的偏差已经小于0.5%。最后结合几何光线追迹仿真分析，提出将衍射主镜加工成中心区域多台阶、边缘部分为二台阶的思路，降低了衍射杂散光的影响。

无人车三维激光雷达与GPS/INS组合导航系统融合使用，需要对两者之间的相对位姿进行标定。针对车辆运动过程点云畸变的现象，提出了一种单帧点云中激光扫描点坐标修正方法。针对标定问题，建立了标定模型，提出了一种基于ICP算法和手眼标定模型及最小二乘法进行外参数标定的方法。通过蒙特卡罗仿真实验，对该方法的有效性和精度进行了仿真和验证。在实验室JJUV-6无人车平台上进行标定试验，得到两者之间的三维位姿关系。对比标定前后三维点云重建效果，点云重叠度接近于配准效果。基于应用的目的，基本满足二维地图构建和三维环境重建的需求。

论证了马赫-曾德尔干涉仪对532 nm/354.7 nm大气后向散射的频谱分析性能。马赫-曾德尔干涉仪接收激光大气后向散射回波，通过测量双臂光路、正交偏振、四通道结构形成的干涉相位差和干涉对比度，计算大气的多普勒频移，以及大气气溶胶后向散射与气体分子后向散射的比值；发射脉冲激光器及其倍频器可以直接工作在多纵模状态下，大气的后向散射的频谱分析器可以不必与发射光中心频率锁定；给出同时探测大气的后向散射比分布廓线及大气风速的分析方法。马赫-曾德尔干涉仪作为大气后向散射的频谱分析器，若应用于高光谱分辨率激光雷达中，将成为一个性能优秀、前景广阔的大气分析装置。

基于迈克尔逊干涉原理和激光自准直原理，采用共光路布局，研制了能对运动工作台同时进行一维位移和二维角度测量的三自由度激光测量系统。在位移测量中，采用光程差放大技术，并结合偏振干涉技术和信号差分处理，得到高质量的位移输出信号和高分辨力的位移测量结果。在角度测量中，运动工作台的偏摆和俯仰运动会引起固定在工作台上的反射镜位置变化。入射光被反射镜反射，并被四象限探测器探测，根据四象限探测器上的光斑位置变化，获得偏摆角和俯仰角的变化值。对研制的系统进行稳定性和分辨力测试，同时与英国雷尼绍XL-80激光干涉仪进行比对实验。实验结果表明：测量系统的位移分辨力为0.8 nm，角度分辨力为0.2″；在50 mm的测量范围内，与雷尼绍XL-80激光干涉仪测量值相比，系统的位移最大偏差小于100 nm，偏摆角最大偏差为0.5″，俯仰角最大偏差为0.4″。

冲角是列车蛇形运动稳定性评价中的一关键性指标。由于列车走行步复杂、冲角值极小等原因，导致轮轨间冲角测量难度大、测量不准确等问题。本文提出一种基于激光线检测的轮轨冲角检测方法，该方法将与轮对运动方向共线的激光线照在轨面上，通过图像畸形校正、Meanshift算法平滑、Radon直线检测等算法处理分别获取轨道边缘线和激光线的位置，计算两者在图像中的夹角检测出轮轨冲角。通过仿真数据和检测结果对比表明，该方法能够实现轮轨冲角的图像检测，且原理简单可行，最后给出检测误差的修正方法，增加了检测方法的鲁棒性。该方法的提出为后续列车运行的稳定性和安全性评价奠定了基础。

针对航空发动机整体叶盘，研发一种新型表面激光冲击强化的控制系统，该系统是一套全自动可控操作系统，通过工控机/PLC集成控制，实现自动化、数字化控制，并完成实时在线监控和信息交互反馈，属于开放式分布系统。该系统用于激光冲击强化核心设备(包括激光器、机器人、辅助控制、质量检测装置与辅助系统等)，实现各环节的信息交互和系统的协同工作，通过实时监控系统，远程观察加工状态，有效避免重大事故的发生。同时，该控制系统添加激光冲击强化工艺试验数据记录功能，可根据实际需求调用后台工艺参数数据库，实现高效工艺参数优化。除此之外，该系统还能够实现激光冲击强化模型建立、加工过程有限元模拟、复杂曲面加工轨迹自动规划、加工策略制定等功能，从而实现航空发动机整体叶片激光冲击强化自动化生产，目前已经处于工程应用阶段。

牛憨笨，男，山西壶关人，1940年2月出生，2016年7月4日15时30分在深圳逝世，享年76岁。中国光电子学和超快诊断技术专家，中国工程院院士，中共党员。曾任深圳大学光电子学研究所所长，光电工程学院名誉院长。

薛鸣球，男，中国仪器光学和光学设计领域的代表人物。1930年10月生于江苏宜兴，中共党员。2013年11月12日17时58分，因病医治无效逝世，享年84岁。薛鸣球于1956年毕业于浙江大学，1995年当选为中国工程院院士。历任中国科学院长春光学精密机械研究所研究室主任、 西安光学精密机械研究所所长等职，逝世前为苏州大学教授、博士生导师。被收入《中国工程师名人大全》、《中国科学院科学家人名录》及《中国名人词典》中。他先后获国家级、省部级奖16项，主编、合著专著3本，发表论文60余篇。

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。