针对传统显微镜结构复杂且视场角小等问题，提出一种两路低电压驱动的液晶微透镜阵列结构，透镜的焦距由3个电极控制，中间电极为圆孔阵列图案电极，作为孔径光阑以阻止微透镜外的杂散光。对该阵列的波前和光焦度进行了测试，搭建了一套简易液晶微透镜阵列直接成像系统，每个微透镜都对待观察物体的不同区域成像，通过近平行光照明减小相邻微透镜间的串扰，拼接所有单元图像得到完整图像。该系统无需额外的光学器件，结构简单紧凑。液晶微透镜阵列具有大视场，成像区域具备可扩展性，为实现大视场下的简易显微成像提供了新思路。

随着太赫兹技术的发展以及全球对6G通信的研究和期望，太赫兹通信技术获得了广泛的关注。但是太赫兹波具有很强的方向性，常常进行端对端的传播，且传播过程中容易被障碍物阻挡，太赫兹通信中的广角和定向传播成为技术难点。设计一种新的广角反射超构表面，其可将入射角为5°~45°的太赫兹波反射聚焦在同一位置，该位置距离样品600 mm，方向为13°。采用共振相位调制原理设计单元结构，利用透镜聚焦原理和相位补偿原理对单元结构进行排布并进行加工。在220 GHz工作频率下进行实验验证，实验结果证实了该器件的功能。所提方案为解决太赫兹6G通信难题提供了一个有效途径，具有一定的应用前景。

现有生成对抗网络在背景虚化处理过程中，往往是无差别地提取整张输入图像的特征，导致网络难以区分图像的前后景，从而容易出现图像失真的现象。本文提出了图像感知引导CycleGAN网络的背景虚化方法，通过引入图像感知信息以提升模型性能。图像感知信息包括注意力信息和景深信息，前者用于引导网络关注不同的前后景区域，从而区分前后景；而后者用于增强前景目标的感知信息，能够实现有效的智能定焦并减少图像出现失真的现象，使背景虚化效果更佳。通过最小化生成对抗损失及循环一致性损失，可以避免丢失过多景深信息，提高图片的生成质量。实验结果及数据表明，提出的方法在背景虚化过程中能有效区分前后景并改善图像失真的现象，使生成的效果更加真实。此外，在与现有方法生成的图像效果对比中，通过采用问卷调查的方式进行了评估。本文提出的图像感知引导CycleGAN网络的背景虚化方法与SOTA相比，生成的图像质量更好，模型大小与生成图像的速率也具有明显的优势，分别为56.10 MB及47 ms。

人类社会正处于信息爆炸的大数据时代，迅速膨胀的数据在持续高速增加，需要越来越大的存储容量来承载。高密度光存储技术具有非接触、抗电磁干扰、存储密度高等优点，为更好地存储、处理、分析每天产生的海量数据提供了优质方案。然而，光储存记录点的尺寸受到衍射极限的限制，传统光存储技术的存储密度难以大幅提升。近年来，随着多参量光场调控技术的发展，高数值孔径物镜聚焦下的结构化光场有了更新颖的结构、更丰富的维度和更小的尺寸，为高密度光存储提供了更多选择。本文将综述光场调控技术在紧聚焦焦场上的最新成果，介绍实现空间紧聚焦焦场的理论设计、模拟、实验、高效生成器件和应用。这些成果将会更好地服务于高密度光存储技术的研究与应用。

全聚焦方法（TFM）具有成像分辨率高、缺陷表征能力强的优点，但其存在数据需求量大、计算复杂、耗时过长等问题。针对上述问题，并结合激光超声检测技术，进行了基于ZYNQ平台加速的激光超声全聚焦技术研究。首先建立了基于激光超声的全聚焦算法，并引入激光超声方向性系数进行优化；进一步，搭建了激光超声扫描检测装置进行实验验证，使用线激光源激发超声信号，利用多普勒测振仪探测回波信号；然后使用形成的激光超声全聚焦成像算法进行内部缺陷的检测和定位，并与合成孔径聚焦算法获得的结果进行比较，从而验证了算法的正确性和可行性；最后将形成的激光超声全聚焦成像算法移植到ZYNQ平台上，对激光超声全聚焦成像算法进行了并行优化及双核设计，实现了算法加速。研究结果表明：激光超声全聚焦技术相比于合成孔径聚焦技术，成像信噪比更高、定位更准确；基于ZYNQ加速的激光超声全聚焦成像算法不会降低成像质量，且耗时相比于计算机缩短了86%。

球面光学元件的曲率半径、厚度、折射率、焦距和面形等多参数的高精度检测是光学元件超精密制造的迫切需求，但现有测量方法受层析定焦能力、抗散射能力及抗环境扰动能力的制约，难以实现上述参数的高精度共基准测量。为此，本团队提出了高层析、高分辨、抗散射和抗干扰的激光差动共焦多参数高精度共基准测量方法，并进一步与菲索干涉光路融合，实现了球面元件多参数的高精度、共基准、高效率测量。本文系统地介绍了所提出的激光差动共焦干涉元件参数系列测量方法及其仪器化研究进展，分析了目前存在的问题，展望了未来的发展趋势。

On-chip focusing of plasmons in graded-index lenses is important for imaging, lithography, signal processing, and optical interconnects at the deep subwavelength nanoscale. However, owing to the inherent strong wavelength dispersion of plasmonic materials, the on-chip focusing of plasmons suffers from severe chromatic aberrations. With the well-established planar dielectric grating, a graded-index waveguide array lens (GIWAL) is proposed to support the excitation and propagation of acoustic graphene plasmon polaritons (AGPPs) and to achieve the achromatic on-chip focusing of the AGPPs with a focus as small as about 2% of the operating wavelength in the frequency band from 10 to 20 THz, benefiting from the wavelength-independent index profile of the GIWAL. An analytical theory is provided to understand the on-chip focusing of the AGPPs and other beam evolution behaviors, such as self-focusing, self-collimation, and pendulum effects of Gaussian beams as well as spatial inversions of digital optical signals. Furthermore, the possibility of the GIWAL to invert spatially broadband digital optical signals is demonstrated, indicating the potential value of the GIWAL in broadband digital communication and signal processing.

为了解Wolter-Ⅰ型X射线聚焦镜的有效面积在地面标定与在轨标定时的差异，并修正地面标定导致的聚焦镜有效面积偏差。对X射线天文卫星—爱因斯坦探针搭载的后随X射线望远镜有效面积进行两种标定工况的仿真分析，并在中国科学院高能物理研究所的百米X射线标定装置中进行有效面积的地面标定实验。结果表明：在X射线能量为1.49 keV时，地面标定的有效面积比在轨标定大2.7%；利用地面标定数据结合仿真，可对聚焦镜在轨标定有效面积进行预测，同时聚焦镜离轴有效面积随离轴角度变化明显。该研究方法可以对搭载Wolter-Ⅰ型聚焦镜的X射线天文卫星的有效面积标定提供数据参考。

We numerically demonstrate that the tight focusing of Bessel beams can generate focal fields with an ultra-long depth of focus (DOF). The ultra-long focal field can be controlled by appropriately regulating the order of the Bessel function and the polarization. An optical needle and an optical dark channel with nearly 100λ DOF are generated. The optical needle has a DOF of ∼104.9λ and a super-diffraction-limited focal spot with the size of 0.19λ2. The dark channel has a full-width at half-maximum of ∼0.346λ and a DOF of ∼103.8λ. Furthermore, the oscillating focal field with an ultra-long DOF can be also generated by merely changing the order of the input Bessel beam. Our results are expected to contribute to potential applications in optical tweezers, atom guidance and capture, and laser processing.

The self-focusing phenomenon of partially coherent beams (PCBs) was simulated using the complex screen method combined with the split-step Fourier method to solve the nonlinear Schrödinger equation. Considering the propagation of Gaussian Schell-model beams in a nonlinear medium as an example, the suppression effects of intensity, propagation distance, and spatial coherence on small-scale self-focusing were demonstrated. Simulations of overall and small-scale self-focusing using this method were compared with the existing literature to demonstrate the validity of the method. This method can numerically analyze the degree of self-focusing in PCBs and advance the study of their nonlinearity.