扩散光学成像技术在生物医学领域有着广泛的应用。相较于磁共振成像（MRI）、计算机X射线断层扫描（CT）、正电子发射断层扫描（PET）和超声成像等成像方式，扩散光学成像利用经组织吸收和散射的扩散光进行成像，可无创、无标记、宽场、定量测量氧合血红蛋白、脱氧血红蛋白、血氧、水分、脂质、黑色素等成分浓度和组织功能信息，在安全性、特异性和系统成本等方面有明显优势。本文介绍了扩散光学成像的基本原理，包括光与组织的相互作用和光传播模型，并总结扩散光学成像的相关方法和应用，包括脉搏血氧术、漫射光谱、扩散光学层析成像、荧光分子层析成像和空间频域成像，并对它们的未来发展进行了展望。

In liver tumor surgery, the recognition of tumor margin and radical resection of microcancer focis have always been the crucial points to reduce postoperative recurrence of tumor. However, naked-eye inspection and palpation have limited effectiveness in identifying tumor boundaries, and traditional imaging techniques cannot consistently locate tumors in real time. As an intraoperative real-time navigation imaging method, NIR fluorescence imaging has been extensively studied for its simplicity, reliable safety, and superior sensitivity, and is expected to improve the accuracy of liver tumor surgery. In recent years, the research focus of NIR fluorescence has gradually shifted from the first near-infrared window (NIR-I, 700–900 nm) to the second near-infrared window (NIR-II, 1000–1700nm). Fluorescence imaging in NIR-II reduces the scattering effect of deep tissue, providing a preferable detection depth and spatial resolution while significantly eliminating liver autofluorescence background to clarify tumor margin. Developing fluorophores combined with tumor antibodies will further improve the precision of fluorescence-guided surgical navigation. With the development of a bunch of fluorophores with phototherapy ability, NIR-II can integrate tumor detection and treatment to explore a new therapeutic strategy for liver cancer. Here, we review the recent progress of NIR-II fluorescence technology in liver tumor surgery and discuss its challenges and potential development direction.

介绍各种非线性光学显微成像的基本原理，并阐述非线性光学成像的多模态耦合所面临的技术挑战与解决方案。从成像速度、空间分辨率以及信噪比三个方面介绍了多模态非线性光学成像的研究进展，并扩展了多模态非线性光学内窥镜和图像分析方法。最后展望了多模态非线性光学成像的发展趋势和所面临的挑战，以期给相关领域研究人员提供参考。

探讨液晶（LC）技术在XR近眼显示系统中的应用。详述了如何通过控制光的偏振和波前来开发可变焦液晶透镜，这些透镜对改善XR应用中的用户体验具有潜在价值。还讨论了生产液晶透镜的挑战，特别是在优化透镜厚度和性能方面。

为克服扫描计算成像系统测量和计算速度慢的缺点，综述一些快速计算成像技术，从测量和计算方面论述提高速度的方法。在基于光场调制的计算光学成像法中，介绍轴向扫描、横向扫描、多波长扫描、散射介质、多距离等调制方式。针对快速定量相位成像技术，介绍定量相位成像方法、基于Kramers-Kronig关系的快速定量相位成像方法、基于对角扩展采样的计算成像方法、基于对称照明的单帧计算成像方法。针对自动聚焦技术，介绍自动聚焦技术分类、核心算法、基于Tanimoto系数和多相梯度绝对值的自动聚焦方法、基于特征区域提取和细分搜索的快速自动聚焦方法。

癌症是人类生命的一大威胁，而肿瘤的侵袭和转移是癌症患者死亡的主要原因之一。在这一复杂过程中，循环肿瘤细胞（CTC）等血液循环中的粒子起到十分关键的作用，所以监测血液循环中的CTC和其他肿瘤相关的粒子可以促进肿瘤转移的研究。光学活体流式细胞仪（IVFC）是一种基于激光的新兴技术，可在体内无创监测循环细胞，包括CTC等肿瘤相关的颗粒。这一强大的工具已被广泛应用于癌症相关的多个领域，尤其是肿瘤转移研究。因此，总结分析IVFC在肿瘤转移研究中的应用具有重要意义。本文介绍IVFC的检测原理，总结基于荧光发光、光声效应、计算机视觉等光学技术的荧光活体流式细胞仪、光声活体流式细胞仪、图像活体流式细胞仪等IVFC分类，对IVFC应用于肝癌、前列腺癌、乳腺癌、黑色素瘤等肿瘤转移的相关研究进行综述，并总结和展望IVFC对肿瘤转移研究的应用。

针对多重差分航空相机图像检焦精度的问题，提出了一种多重差分空间滤波器参数选取方法。首先，介绍了空间滤波法以及基于空间滤波效应的自动检焦。然后阐述了多重差分滤波检焦法的具体实施过程，并从滤波器输出信号功率谱角度分析了滤波器参数的选取与检焦精度、灵敏度的关系。最后设计动态成像实验，在典型导轨移速532 mm/s下采集外景图像，选取不同的滤波器参数分别进行20次像面检测，并将其结果与传统图像检焦算子的检焦效果进行比较。结果表明，本文方法选取的参数使得检焦精度比Brenner算法提高了18%，且检焦系统的最大误差为3392 m，小于光学系统允许误差(768 m)，满足实际工作需求。

水下光电成像技术可以获取水中目标的高分辨率信息, 在水下资源勘探或水下威胁目标探测告警等民用和军用领域有重要的应用。研究水下光电成像模型, 旨在阐明水下图像退化机理, 获取高质量的水下光电图像。以静态水下光场分布为基础, 通过视线方向上的路径亮度积分获取水下图像, 从而建立水下图像与水下光源分布、目标布置、水体光学参数以及视点位置的关系, 得到水下光电成像模型。以水下实际拍摄的光电图像为例, 初步验证了水下光电成像模型的有效性。该成像模型从理论上说明了在自然光及人工照明情况下的水下图像形成原理, 对设计优良的水下光电成像系统及水下图像复原算法具有指导意义。