液体透镜具有自适应可调、轻量化和低功耗等优点，在光学成像、通讯和流控芯片等领域具有重要应用。本报告将介绍液体透镜的结构原理和性能，并阐述一种基于液体透镜的连续光学变焦显微镜。该显微镜在电压控制下，通过改变液体透镜的曲率实现连续的光学变焦。经过光学设计和优化，该显微镜不但能实现连续的光学变焦还可以校正像差。研制的显微镜样机可实现10╳—20╳的连续光学变焦，并达到衍射极限的成像效果，其变焦响应时间可达毫秒级。该显微镜无需传统机械移动，可克服传统显微镜变焦中倍率不连续、样品振动和变焦速度慢等不足，将在医学、集成电路检测和微纳制造等方面具有重要应用。

王琼华是北京航空航天大学教授和博士生导师、教育部长江学者特聘教授、国家杰出青年科学基金获得者、国家“万人计划”领军人才、国际信息显示学会（SID）Fellow和Optics Express等期刊的Associate Editor。研究方向为成像和显示技术，负责完成了科研项目20余项，现为国家重点研发计划项目和国家重大科研仪器研制项目的负责人。带领的团队研制了可变焦液体透镜和裸眼3D显示器等。获准5件美国专利和100余件中国发明专利，出版书籍2部，发表SCI收录论文300篇。2001年在电子科技大学获得博士学位。1995-2001年在电子科技大学任职到副教授，2001-2004年在美国中佛罗里达大学光学中心任Research scientist，2004-2018年在四川大学任教授和博士生导师。

在显微镜发明的400年中，她向人们揭示了极为丰富的微观世界，并在生命科学和医学研究中扮演了重要角色。2014年，超分辨荧光成像技术因其能够突破衍射极限，为生命科学研究带来全新的观察尺度而获得了诺贝尔奖。本报告将展示活细胞线粒体STED动态成像、偏振结构光超分辨成像等技术，并展示利用上述显微技术所带来的全新生物学发现。

席鹏，北京大学工学院生物医学工程系研究员、博导、副系主任，2003年在上海光学精密机械研究所信息光学实验室获得博士学位，曾在香港科技大学、美国普渡大学、密歇根州立大学任博士后。主要研究方向包括超分辨显微成像，生物医学光子学，新型显微技术及其在生物医学中的应用等。多次在国家重大科学仪器设备开发专项、科技部重点研发计划等项目中担任课题负责人。担任Focus On Microscopy 组织国际学术顾问，年度显微发明奖Microscopy Innovation Awards的评委，美国光学学会高级会员（Senior Member）、中国光学学会生物医学光子学分会常委、美国光学学会成像光学设计技术组组长等学术兼职。2018年获得首届北京市杰出青年基金资助。发表包括Nature在内的SCI收录期刊论文70余篇。现担任五份SCI收录国际学术期刊的编委：Light: Science and Applications, Advanced Photonics, Microscopy Research and Techniques, Micron, 和Scientific Reports。

光子纳米喷射效应为当前纳米光子前沿技术，报告将从实验和理论分析角度介绍介电微球透镜产生光子纳米喷射效应，并结合常规光学显微镜，实现超分辨荧光成像与单个纳米粒子检测的新技术。这一方法为纳米尺度生物样本的观测与研究提供了一种快速且直接的新型显微技术，并且是可对一系列生物对象进行实时动态超分辨成像的强大且灵活的工具。

杨慧，博士，副研究员，现任中国科学院深圳先进技术研究院医工所智能传感研究中心执行主任。2009年至2015年于瑞士洛桑联邦理工大学（EPFL）从事博士与博士后研究，2015年至2017年作为研究科学家任职于比利时欧洲微电子研究中心（IMEC），2017年底加入深圳先进技术研究院，从事生物医学微纳系统前沿科学研究。迄今在Chemical Society Reviews, Nano Letters, Small等国际著名刊物和国际会议上发表论文40余篇，申请国际与国家发明专利10余项。科研成果被多个国际著名科技媒体报道，担任多个国际期刊审稿人。

光流控制造术在超精密光学元件制造领域吸引了越来越多的关注。近年来，各种光流控加工技术被提出，各种先进的超精密光学器件通过光流控制造术被实现。在本论文中，我们介绍了多种由光流控制造术实现的超精密光学器件，包括光学透镜、微透镜阵列、螺旋相位板及导模共振滤波器。光学透镜和透镜阵列是基本的衍射光元件。我们通过操控液体的表面势能制作了多款液滴透镜和微透镜阵列。通过调控透镜形貌和选择不同的材料，可以灵活地调控透镜的一些关键光学性能。掺了彩色染料的液滴透镜既能作为一个放大透镜，又能实现光学滤波的功能。所制作的为透镜阵列具备高数值孔径，可以实现不同的焦距。

张大伟，男，1977年，汉族，上海理工大学教授，国家万人计划、科技部中青年创新领军人才、上海市青年科技英才、上海市曙光学者、上海市科技启明星。教育部光学仪器与系统工程研究中心主任、上海市极端光学制造与检测工程研究中心主任；研究方向是光学器件与系统，在相关领域发表SCI检索收录论文100余篇，代表性论文刊登在Light: Science and Applications、Lab on a chip等国际著名期刊，主持国家重点研发计划等国家级课题5项，成果转化产生可观经济效益和社会效益，获得上海市科技进步一等奖、教育部技术发明二等奖等省部级科技奖项5项。

光场显微镜，作为一种速度快，大视场，三维体成像技术，适用于活体样本的精确记录。然而，高时间分辨率的实现，是以空间分辨率的牺牲为代价，这限制了其应用。我们提出高数值孔径光场显微镜系统，实现在三维动态活体全细胞内快速成像及亚细胞结构动态捕捉。成像端引入光路离焦设计，图像重建算法引入光波动理论，解决焦平面伪影区问题，实现兼得高分辨率、超快速、大视场、和三维亚细胞微结构的活体细胞显微成像。空间分辨率上，横向和轴向分辨率各向同性且达到300 nm，视场超过133 um × 133 um，成像深度5 um。在活体全细胞尺度，以瞬时三维成像速度达到100 Hz的速度记录了线粒体的动态变化。

李浩宇，1986年8月出生，哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院，副教授，博士生导师。2009年和2011年在哈工大取得学士和硕士学位；2015年爱尔兰都柏林大学博士；2015年至2017年纽约州立大学石溪分校博士后。近5年，在国际光学期刊和会议上发表学术论文40多篇，其中SCI检索论文25篇，被引次数超过350次。参加国内外学术会议邀请报告2次，分会报告4次。主持国家自然科学基金青年项目、中国科协青年人才托举项目、哈工大青年拔尖人才项目。2019年11月入选中国仪器仪表学会-金国藩青年学子奖；2019年8月入选黑龙江省“头雁计划”谭久彬院士团队成员；2018年10月入选中国科协“青年人才托举工程”；2017年10月入选哈工大“青年拔尖人才选聘计划”。

压缩超快成像（CUP）技术作为一种结合压缩感知原理与时空偏转成像技术的新型超快光学成像技术，在单次曝光条件下最高可超过数十万亿帧/秒的成像速度及几百张成像帧数。本报告主要围绕该技术在图像采集及图像重构两方面的关键科学问题，分别介绍了通过算法优化以及硬件改进等方式对CUP实验系统的改进，以及该技术在四维超快光学成像、超快电子衍射及超快时空光场测量等方面的技术拓展及应用。CUP技术集超高成像速度和多成像帧数于一身的特点，使其可广泛应用于不可重复超快光学过程的实时探测，进而发展为一种重要的超快光学成像技术。

齐大龙，男，博士，华东师范大学精密光谱科学与技术国家重点实验室副研究员。2011年于西安电子科技大学获得学士学位，2017年于华东师范大学获得博士学位，其间于2016年赴德国马克斯普朗克物质结构及动力学研究所访问学习一年。目前研究兴趣是单次曝光的超快光学成像技术及其应用，主要针对压缩超快成像技术开展了一系列研究工作。目前已发表学术论文十余篇，其中一作论文包括Optica、Advanced Photonics、Phys. Rev. Applied和J. Chem. Phys.等刊物；已授权国家发明专利四项；主持国家自然科学基金青年项目及中国博士后基金各一项。

左超，南京理工大学电子工程与光电技术学院教授、博士生导师。南京理工大学智能计算成像实验室（SCILab: www.scilaboratory.com）与南京理工大学智能计算成像研究院负责人（PI）。研究方向为计算光学成像与光信息处理技术。近年来已在SCI源刊上发表论文120余篇，包括JCR一区论文70余篇。6篇论文入选ESI高被引论文，论文Google Scholar引用逾3700次。研究成果10次被选作Adv. Photon., Opt. Lett.与Opt. Express等期刊的封面文章，并多次被SPIE Newsroom、OSA Image of the Week等报道。获国家发明专利57项，PCT国际专利11项。国家“优秀青年科学基金”、江苏省“杰出青年基金”获得者。获首届光学工程“全国优秀博士学位论文”提名奖、王大珩光学奖、江苏省首届“青年光学科技奖”等奖项。指导学生获挑战杯/互联网+/创青春全国特等奖/金奖，研电赛全国第一名。现任国际期刊PhotoniX Topical Editor, Microwave and Optical Technology Letters、IEEE Access、Associate Editor，《光学学报》、《激光与光电子学报》专题编辑，《红外与激光工程》、中国激光杂志杂志社青年编委等。

纳米科技、新材料和生物科学的发展迫切需要能提供更高分辨率的显微成像技术和表征手段。新型同步辐射X射线源，X射线自由电子激光器，以及冷发射电子枪的出现和性能的进步为开发新型显微成像系统提供了可能。过去的二十年，无透镜成像技术得到了快速的发展。该技术通过求解相位问题从远场衍射强度直接重构出物体后表面的光波场。报告将重点介绍相干调制成像技术的原理和最新的进展，包括调制器调制深度降低的方法，和调制函数自动获取的算法。

张福才博士通信工程和电子与信息技术专业教育背景。日本群马大学博士期间研究方向为分布式光纤传感器和数字全息显微术。博士毕业后在斯图加特大学，谢菲尔德大学和伦敦学院大学纳米中心从事研究。现为南方科技大学电子系副教授，相干成像课题组负责人。主要研究方向是计算成像，无透镜相干成像技术， X射线显微镜，和高分辨率电子显微镜。

近年来，数字全息技术研究蓬勃发展，在光路结构创新、表面等离子体共振等新技术引入和数值重建方法等方面取得许多重要进展。同时，深度学习技术最近在目标识别、自动驾驶等领域快速发展，并逐渐进入光学信息处理领域，在解决图像分辨率增强、散射介质成像等复杂问题方面展现出很大优势。 本文主要聚焦于基于深度学习的数字全息成像技术，主要包括以下内容：（1）基于Y型卷积神经网络的全息图数值重建方法；（2）基于Y4型卷积神经网络的双波长全息图数值重建方法；（3）基于U型卷积神经网络的相位图去包裹方法。

邸江磊，西北工业大学副教授。主要从事数字全息技术，定量相位测量技术，及精密仪器设计等方面研究，相关工作在Optics Letters，Optics Express等期刊发表SCI论文50余篇，获授权国家发明专利10余项。

Recently, with the increasing demand for high-accuracy three-dimensional (3D) imaging and localizing of the internal subcellular structures in cells, quantitative refractive index tomography technique has been developed and widely applied in various fields, such as molecular biology, biochemistry and cell biology. Thanks to the non-interference, large field of view and high-resolution advantages of traditional Fourier ptychographic microscopy (FPM) technique, quantitative phase tomography (QPT) method based on multi-slice (MS) FPM has attracted considerable attention lately. However, since the reported MS model is simply established on the traditional two-dimensional FPM, it is difficult to characterize the 3D diffractive propagation properties under large oblique illumination angles accurately. In order to solve this problem, an improved MS model for 3D FPM is proposed in this paper. First, the phase difference image of each slice under the vertical illumination is regarded as the standard phase map. Then, based on the law of refraction, the true phase delay of each slice under the large oblique illumination angle is established according to the 3D optical path difference variation. The numerical error between the true phase delay and the standard phase map is then compensated in the iterative reconstruction algorithm, and finally the reconstruction accuracy and quality of the 3D QPT could be improved.

Dr. Jiasong Sun is a post-doctor at the department of Electronic and Optical Engineering, Nanjing University of Science and Technology (NUST). He received his B.S. from Soochow University in 2012 and Ph.D. from NUST in 2019. Now he is in the Smart Computational Imaging Laboratory at NUST where the research interest focuses on computational imaging, phase retrieval, super-resolution microscopy, diffraction tomography, and optical imaging.

成像技术的发展很大程度影响着人类生产和生活方式，与真实场景所包含的丰富信息维度和信息量相比，传统成像方法所获取的是经过降维和压缩的结果。计算成像通过对照明及成像过程中多个环节进行操控，并结合场景先验信息，利用逆问题解算方法，实现仅依靠简单的硬件系统架构，获得更高维度、更大数据量的成像结果，因此逐步发展为成像领域的一个重要分支。传统成像方法在微观层面较为突出的问题是相位信息的丢失，在宏观层面则是三维场景成像的二维化。本报告将以这两个问题为切入点，介绍北京理工大学测量与成像实验室在计算成像领域所进行的理论和方法探索。

张韶辉，男，北京理工大学光电学院副研究员，《光学技术》杂志青年编委，中国光协激光应用分会青年委员。 2012年于南开大学物理学院获理学学士学位，2017年于清华大学精仪系获工学博士学位。获人社部“博士后创新人才支持计划”第二批资助。研究兴趣为计算成像、机器视觉及激光干涉测量等方向。作为课题负责人主持自然科学基金在内的4项科研项目，并参与多项自然基金重点、国防基础科研等课题。近5年发表第一作者SCI论文10余篇，申请发明专利20余项，已授权4项，多次参加国内外学术会议并做报告。

针对深度学习算法对数据集要求较高的缺点，提出了一种基于非配对数据端到端的深度学习框架，它使用了循环一致的网络结构，将标签图像和实际记录的全息图输入到网络中进行训练，训练得到的网络，不仅能消除成像系统产生的相位畸变和离焦像差，而且能打破了传统数据需要严格配对的限制。同时，还介绍一种基于深度学习算法来抑制数字全息再现图像中散斑噪声的方法。它不需要无噪声的图像作为标签，只需通过计算成对的、具有随机噪声分布的图像，即可获得降噪模型。实验证明该方法可以用于于其它相干成像去噪中。

袁操今，南京师范大学，教授，博士生导师。2009年10月-2011年，洪堡基金支持在德国斯图加特大学应用光学研究所博士后。感兴趣的研究方向包括数字全息术、显微成像技术以及光场调控技术。主持完成2项国家自然基金项目，主持在研国家自然基金面上项目1项，主持完成省、部级项目2项，完成一项江苏省教育厅重大项目1项。发表SCI论文40余篇，获得授权发明专利5项。

Recent developments in phase contrast microscopy have enabled the label‐free visualization of certain organelles due to their distinct morphological features, making this method an attractive alternative in the study of cellular dynamics. However tubular structures such as endoplasmic reticulum (ER) networks and complex dynamics such as the fusion and fission of mitochondria, due to their low phase contrast, still need fluorescent labeling to be adequately imaged. As phase contrast imaging in general is a bi-linear process, the achieved spatial resolution depends on both the source and objective characteristics. Here we report a quantitative phase microscope with ultra‐oblique illumination with enhanced contrast for small cellular objects, allowing us to see ER structure and dynamics with high contrast for the first time without labeling. The imaging capability was validated through comparison to the fluorescence images with the same field‐of‐view. The high image resolution (~270 nm) was validated using both beads and cellular structures. Furthermore, we were able to record the vibration of ER networks at a frame rate of 250 Hz. We additionally show complex cellular processes such as remodeling of the mitochondria networks through fusion and fission and vesicle transportation along the ER without labels. Our high spatial and temporal resolution allowed us to observe mitochondria “spinning”, which has not been reported before, further demonstrating the advantages of the proposed method.

马英，男，1990年生，西安电子科技大学物理与光电工程学院副教授，硕士生导师，2020年入选西安电子科技大学华山学者系列。于中国科学技术大学工程科学学院获得博士和学士学位，陕西省光学学会理事会会员。博士期间主要从事高分辨率光学显微技术研究，提出并研究了多种高分辨率定量相位显微技术及图像重建算法。主要研究方向为小型化数字全息显微仪、小型化低成本血液检测仪、超分辨率荧光显微技术、高分辨率定量相位显微技术、多模态高分辨率成像系统及其在生物医学、工业检测中的应用。2020年加入西安电子科技大学后在调制照明定量相位显微技术及小型化数字显微技术方面展开了研究。以第一作者或通讯作者在Journal of Biophotonics, Optics Express等学术期刊发表研究论文8篇，申请专利3项。

 

 

光谱成像是空间光学遥感对地观测的重要手段之一。但是由于传统光谱成像方法固有的技术瓶颈：高空间与高光谱分辨率相互约束、二维探测器对三维光谱数据立方体接收的欠维、海量数据的生成传输与处理等，导致高光谱遥感应用受到了限制。本报告基于计算光学成像方法，采用特殊的光谱色散元件构建出光谱光场色散空间，物空间在该色散空间内形成了三维光谱数据立方体的轴向色散，且可标定、可测量。在此基础上，利用光场成像技术，实现对光谱光场色散空间的一次性记录。该计算光谱成像方法具有轻小、低数据量、面阵光谱凝视等特点，已经完成了样机的研制并开展了飞行验证试验。

苏云，北京空间机电研究所研发中心主任，长期从事空间光学遥感光学系统设计、计算光学基础理论与方法等前沿创新技术研究。曾担任某863项目负责人，某高分辨率相机主任师，作为重要成员参与某973项目研究，同时承担高分专项等多项前沿课题研究。在项目实施过程中，完成了数个空间光学系统的创新方案设计，大幅提升了空间光学遥感器的应用效能。在计算光学方面，带领团队正在开展压缩感知计算光谱成像技术、光谱光场计算成像技术、低精度镜面的高精度计算成像理论与方法研究等。

Modern photography technology has become a ubiquitous tool in daily life. The tendency is to enable an intelligent co-design of optics and algorithms to boost high-quality imaging with compact form factor optics. In the research of computational imaging, despite facilitating compact form factors, diffractive optical elements have sufficient degrees of freedom to encode the desirable light modulation functionality. We have thoughtfully investigated the practicability of introducing numerical optimization, and more recently, machine learning, into the co-design procedure of diffractive optics and image processing algorithms. We anticipate enabling powerful computational camera properties with compact form factors. This imaging modality is promising in the consumer-level camera market as well as many scientific imaging scenarios. Computational imaging provides new insights on incorporating optics and computational algorithms to better record, understand, and deliver desirable visual information.

Evan Peng is a Postdoc Research Fellow at Stanford University Electrical Engineering. He received his PhD in Computer Science at The University of British Columbia. During his PhD, he was a Visiting Research Student at Computational Imaging Group, Stanford, and a Remote (Visiting) Researcher at Visual Computing Center, KAUST. Prior to joining UBC, he obtained his MSc and BE degrees from Zhejiang University. His research interest rides across the interdisciplinary fields of optics, graphics, and vision. Much of his work concerns computational imaging solutions, as well as VR/AR/MR enhancement. He has served as the technical committee of several OSA, IEEE SID, and SPIE events. Webpage: http://stanford.edu/~evanpeng/

Optical focusing is critical to many applications, such as optical imaging, optical tweezing, laser surgery, and high-resolution optogenetics. However, light scattering caused by refractive index inhomogeneities within opaque media such as biological tissue prohibits optical focusing beyond several scattering mean free paths, which limits most optical technologies to superficial layers (depth < 1 mm) of a sample. To break this optical diffusion limit and extend the operating depth of existing optical technologies, we develop guide-star assisted optical phase conjugation based wavefront shaping techniques. I will introduce these techniques and describe our efforts to improve their performance for in vivo applications such as fluorescence imaging, high-resolution optogenetics, and photo-stimulation through cataractous lenses. I will also introduce a method which enables fluorescence imaging through dynamic scattering media without the use of wavefront shaping or memory effect.

Dr. Yan Liu is a postdoc in Prof. Changhuei Yang's Biophotonics Lab at California Institute of Technology (Caltech). He received his Ph.D. degree in Biomedical Engineering at Washington University, under the mentorship of Prof. Lihong V. Wang (now a professor at Caltech). Before that, he obtained his Bachelor's degree in 2010 at Tsinghua University. He is interested in developing optical tools for biologists and doctors. For more information, please visit https://yan-liu.wixsite.com/mysite.

在高速成像中，系统的空间分辨率和时间分辨率一直是一对互相制约的因素。高的空间分辨率限制了系统的成像速度，而提高时间分辨率通常需要降低系统的空间分辨率。为了解决这一矛盾，我们采用时域压缩的方法，在不降低空间分辨率的同时获得系统成像速度一个量级的提升。 在激光测距领域，全波形激光雷达可以完整地记录目标回波信号，因而可以获得更多的目标信息。但是全波形激光雷的数据量大，数据传输存储速度快，对系统数据采集和存储带宽都提出了高要求。另一方面，全波形激光雷达的测距精度受探测器及A/D转换器的带宽限制。为了在不提高带宽的前提下获得更高的测距精度，我们对时域超分辨方法以及采用深度网络的超分辨方法进行了研究。

柯钧，北京理工大学光电学院，副教授，博士生导师。本科毕业于电子科技大学电子工程学院，博士毕业于美国亚利桑那大学，后加入香港大学进行博士后研究工作，出站后加入北京理工大学光电学院。长期从事光学工程和计算光学成像领域的研究工作，主要研究方向包括计算成像、压缩成像、高速成像、高分辨率红外成像、三维成像、超分辨率成像等方面。主持多项省部级以上项目，包括自然科学基金青年基金项目、自然科学基金面上项目、以及十三五预研项目等。在Optics Express、Optics Letters、及Biomedical Optics Express等国际期刊会议文献上发表论文五十余篇，参与撰写出版专著《Optical Compressive Sensing》。担任国际会议COSI(Computational Optical Sensing and Imaging) 2019年及2020年Program Chair，Optics Express 2019年COSI特刊编委。国际会议Computational Imaging 2018~2020等组委会成员。

近年来，利用光学结构特殊的物理效应，实现光学模拟运算吸引了大批学者的兴趣和关注。本报告主要介绍基于金属表面等离激元和光学自旋霍尔效应的空间光场微分器。它们分别能够在光的反射过程中，实时地对光场的空间分布进行微分模拟运算。与传统傅里叶光学不同，这些技术无需宏观尺寸的透镜，易于与光电器件集成，为光信息处理提供了一种全新方法，并有望在高速、大通量图像处理（卫星和医学图像）、机器视觉、并行计算等领域有重要的应用。

阮智超，浙江大学物理系、光电学院双聘教授，博士生导师，国家青年千人计划入选者。2002年毕业于浙江大学竺可桢学院混合班，光电信息工程本科。2007获瑞典皇家工学院“微电子与应用物理”专业博士学位。2007获教育部“国家优秀自费留学生奖学金”。曾在美国斯坦福大学 E.L. Gintzon实验室任助理研究员。主要研究表面等离激元，超常人工电磁介质，纳米光电材料等，在Nature Nanotechnology, Physical Review Letters, Nature Communications, Nano Letters等专业期刊上，发表论文40多篇。引数超过4000次（Google Scholar），5篇入选ESI高引论文, 单篇他引最高超过400次。“空间微分器——亚波长厚度全光模拟运算”的研究入选“2017中国光学十大进展”。

传统水下成像技术面临着成像距离、信息获取及解译方法等的挑战，导致其成像效果受限。本报告从光与散射介质相互作用后散射光场偏振特性的特性分析出发，对光波偏振特性进行深入挖掘与利用。重点论述了水下透混沌介质偏振成像技术，针对水下救援等社会经济问题，利用透高浑浊度水体偏振成像技术提供了初步解决方案。此外，针对三维成像中远距离与高精度相互制约问题，提出基于散射光偏振特性的远距离被动三维成像技术，显著提升了自然条件下三维成像的精度。

刘飞，博士，副教授，研究生导师。美国光学学会(OSA)西电分会指导教师，中国科学院长春光机所应用光学国家重点实验室客座研究人员，Journal of Nanophotonics 期刊副主编，OSA环球旅行讲师（Travel Lecture）；Optics Letters， Optics Express，Applied Optics等多个国际期刊审稿人。曾于2015年以访问学者身份赴美国Georgia Institute of Technology学习深造。自2012年开始累计主持国家自然科学基金，国家博士后科学基金面上项目，陕西省自然科学基金等科研项目十余项，并在Optics Letters，Optics Express，Applied Optics等国际知名期刊发表学术论文20余篇。
研究方向：新体制偏振成像及信息处理技术。

运行信息检测困难是造成高炉炼铁过程高能耗、高排放的主要原因之一。针对大型高炉强光、多尘等恶劣环境下出铁口铁水温度与流速等关键运行信息难以在线精确获取的难题，提出了基于特谱辐射在线精确测量高炉出铁口铁水温度的新思路、基于逆强光极化特征的高炉出铁口铁水流速在线检测的新方法，发明并研制了具有自主知识产权的高精度特谱测温仪、逆强光极化特征铁水流速测量仪，研发了大型高炉出铁铁水温度和流速监控系统，成功应用于大型高炉炼铁过程，实现了恶劣环境下大型高炉出铁口铁水温度和流速的实时在线精确测量，革新了高炉现场人工测温的工作方式，改变了人眼连续观察高温铁水流速变化模式。

蒋朝辉，男，中南大学教授、博士生导师。现任自动化科学与技术系主任，主要从事光电信息感知与图像处理、人工智能与工业VR等方面的教学科研工作。兼任中国图象图形学学会理事、中国自动化学会应用专业委员会委员、中国自动化学会青年工作委员会委员、湖南省自动化学会理事。主持国家重大科研仪器研制项目1项、工业和信息化部2019年工业互联网创新发展工程项目1项、国家自然科学基金面上项目2项和校企合作项目8项，发表学术论文60余篇，授权国家发明专利33项，获得省部级科技进步二等奖1项。入选中南大学531人才。

 

刘正君，教授/博士生导师，哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院超精密光电仪器工程研究所。2007年于哈工大物理系获得理学博士学位，2007年8月开始在哈工大仪器科学与技术学科工作。任中国仪器仪表学会显微仪器分会理事、美国光学学会(OSA)高级会员，入选教育部新世纪优秀人才计划。主要从事超分辨计算成像技术、光学信息处理、图像处理等方面的研究工作。发表SCI论文120篇，被累计引用3000余次。主持国家自然科学基金等10余项科研项目、获黑龙江省科学技术奖(自然类二等奖)2项。

光学透镜的发明大大拓展了人类的视野，从微小细菌到广袤宇宙都得益于各类光学成像系统的贡献。英国科学家Pendry教授2000年提出基于负折射的“超透镜”从原理克服了传统成像镜头的衍射极限问题，理论上可实现无穷小物体的成像，而2016年哈佛大学Capasso教授展示的“超构透镜”则是在“超构材料、超构表面”设计的基础上将这一超轻超薄的透镜得以实现并用于成像中。本报告将简要介绍这既前沿又容易混淆的光学设计从原理到应用取得进展，然后基于本人研究组近期的成果探讨超构表面在高集成成像系统的应用，以及基于波导阵列系统的超透镜成像的实现以及在集成光子学中可能的应用。

李涛，南京大学首批“登峰人才支持计划”入选者，国家自然科学优秀青年基金获得者，香港“王宽诚”教育基金获得者，科技部中青年科技创新领军人才。2005年南京大学博士毕业，曾先后赴新加坡南洋理工大学和香港浸会大学访问研究。研究兴趣在超构光子学与集成光学中的新原理和新效应的探索，及其功能和器件的开发。曾获2007、2018中国光学重要成果，科学中国人2017年度人物；做国际会议邀请报告五十余次。在Nature子刊, PRL, LSA等刊物发表论文90余篇，被引3400余次，H指数33。担任Chinese Optics Letters的主题编辑，Science Bulletin编委，Frontier of Optoelectronics编委，中国超构材料分会理事，中国光电技术专委会委员，江苏省微纳光子学专委会副主任。

图像传感器的小型化和分辨率的不断提高，给光谱滤光片和偏振器等传统光学元件带来了挑战，它们的性能主要取决于所用材料，包括染料聚合物等。近年来，基于纳米光子学的光谱工程和光学操纵技术的发展为在光谱和空间上控制光开辟了一种替代方法。通过将这些技术集成到图像传感器中，可以提高集成性、工艺兼容性和稳定性，甚至更多集成的功能。本报告首先回顾了纳米光子图像传感器的研究成果，然后介绍了我们在微纳光学结构集成图像传感器方面的研究成果。这种前沿的光子学研究与成熟的CMOS图像传感器相结合的新技术领域，不仅是纳米光子学研究的重要应用延伸，也为图像传感器的发展提供了全新技术途径。

陈沁教授就职于暨南大学纳米光子学研究院，长期从事面向光学传感检测应用的半导体光电子器件与集成方向的研究，开发出微纳光学元件与图像传感器的集成芯片、电读出光学传感器和片上光谱仪等新型器件，研究工作入选全国优秀博士学位论文和中国光学十大进展等。入选中科院百人计划、江苏省高层次创新创业人才引进计划，广东省珠江人才计划，并获得英国皇家学会牛顿高级学者基金和广东省杰出青年科学基金等。

受到超构纳米结构的品质因子限制，光学超构透镜的工作带宽、实用面积及数值孔径之间存在权衡关系，如果协调各参数设计出满足特定应用场景的光学超构透镜是促进此技术走向实用化的关键。本报告将结合国内外及本课题组近期的研究结果，介绍光学超构透镜协调设计的进展。

梁浩文，中山大学物理学院副教授，从事纳米光学成像、散射成像及裸眼VR显示等研究。主持国家自然科学基金、科技创新特区项目、广东省重点领域研发计划课题等多个项目。曾获科技委创意大赛奖项1项。超大数值孔径超构透镜入选美国光学学会OPTICS 2018成果。

报告首先简洁地介绍光声成像基本原理，之后报告内容聚焦于构建不同形态的光声显微镜及其主要的应用场景，包括生物组织及器官的结构以及功能性成像、疾病诊断、药物及手术治疗后的实时监测等方面的应用，最后归纳了光声显微镜所面临的局限性及待突破的技术壁垒。

刘伟，男，1989年生，2010年和2015年先后于哈尔滨工业大学分别获得理学学士和物理学博士学位，之后曾在南洋理工大学，杜克大学以及乔治华盛顿大学从事生物医学工程方面的博士后研究工作，将于2020年9月份加盟哈尔滨工业大学（深圳）。目前研究兴趣为新型光学成像与光遗传技术在现代医疗领域的交叉应用，至今已发表学术论文近40篇，被Google Scholar引用900多次，H指数 17. 自2013年以来，长期受邀为OSA旗舰期刊Optica，Optics Letters，Optics Express, Biomedical Optics Express, Applied Optics审稿; 2018年，获得Duke FIP Postdoc Speaker Award；2018年作为客座编辑组织专题《Advances in 3D optical imaging Technology》并出版于International Journal of Optics.

纳米尺度在1~100纳米之间。针对纳米材料、低浓度病毒、环境中纳米污染物检测，提出了无标记、高灵敏度、快速的检测需求，并带来成像灵敏度与检测速度难以兼顾的问题。我们的工作将表面等离激元局域场增强效应与泄漏辐射技术相结合，实现了对近场高灵敏度信号的远场快速成像检测，即表面等离激元成像方法。报告中将介绍使用该方法对单个纳米颗粒、石墨烯材料形貌与缺陷的快速检测，以及在生物传感中对单个病毒、单个大肠杆菌的无标记快速检测。此外，还将探索该方法在单颗粒引起的等离激元方向性调控中的应用。

Xinchao Lu, Associate professor in the Institute of Microelectronics, CAS. Dr. Lu received the Bachelor and Master degree from Tianjin University, and obtained the Ph. D. degree from the college of Electrical and Computer Engineering, Oklahoma State University in 2009. After being a Post-Doctoral at the department of Physics, University of Maryland Baltimore County, Dr. Lu joined the Institute of Microelectronics, CAS. Dr. Lu’s research interest lies in surface plasmon microscopy, plasmonic biosensor and nano characterization. Dr. Lu has published 40 articles in top-tier peer-reviewed journals. The articles indexed by Web of Science receive a total of 1,178 citations with an h-index of 14.

在显微成像、光学存储、高容量光通信以及超分辨率光刻等领域，产生特殊光场并实现超高分辨率聚焦至关重要。在多维度光场调制中，矢量光场调控是实现光学超分辨聚焦的重要手段之一，其主要原因是矢量光场具有独特的偏振特性。本课题组围绕多维度光场调控，对光场滤波调制实现超分辨聚焦、以及产生涡旋光场进行了大量研究，提出了光场复振幅调制滤波方案及优化算法，提出了多模式手性光场模型。课题组利用激光直写和电子束直写加工制备了微纳结构滤波器，并完成了聚焦实验和微纳加工实验验证，结果表明光场调控在超分辨聚焦、光学边缘增强、成像等方面具有重要优势。

林杰，理学博士，哈尔滨工业大学仪器科学与工程学院副教授，博士生导师。主要从事光信息理论及微纳光学研究，主持和参研国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目10余项，发表学术论文70余篇，申请发明专利30余项，全国光电测量标准化技术委员会委员，《应用光学》青年编委。

借助于高性能计算平台，多种非常规的成像思路与方法已受到学者们的重视。这些方法摆脱了传统光学成像系统中直接捕捉样品图像的模式，从而使研究人员避免了光学显微镜设计中固有的一些局限性，例如空间带宽积受限、像差修正缺失、无法直接获取相位信息等。这其中，计算成像技术，尤其是压缩感知和深度学习技术的迅猛发展，使得显微成像技术迎来新的发展契机。计算成像最大的优点就是对复杂光学传播及传输系统良好的普适性。我们在本课题组光片成像、相位成像、大视场超分辨成像等显微成像领域所开发的具有特色的新技术与新方法基础上，结合计算成像技术，进一步实现了高质量、大视场、快速计算的光学显微成像。

柏晨，2018年于西安交通大学取得博士学位，现为中国科学院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室博士后。主要研究方向包括高空时分辨和超分辨计算成像技术及其关键技术转化。主持多项省部级以上项目，包括自然科学基金青年项目、陕西省重点研发计划项目、中国博士后面上资助项目等。在Optics Letters、IEEE Transactions on Biomedical Engineering、Biomedical Optics Express等国际期刊会议文献上发表论文三十余篇，申请专利及软件著作权10余项，参与撰写中文学术专著（科学出版社出版，国家科学技术学术著作出版基金资助）与英文学术专著（Springer出版）等。

 

司徒国海，研究员,博士生导师。2006年中国科学院研究生院获理学博士学位后，他先后在爱尔兰都柏林大学电机工程系、德国斯图加特大学应用光学研究所、和美国普林斯顿大学电子工程系从事科学研究工作。2012年9月，作为“百人计划” 研究员引进到上海光机所。 　　司徒国海的研究领域主要在光学与计算器的交叉领域，对计算光学成像、相位恢复技术和光学信息处理等方面的理论和技术进行了系统和深入的研究，取得一系列重要研究成果。至今已在Nature Photonics、 Optics Letters等期刊发表SCI论文近40篇，被引用1700余次。在国际学术会议上作邀请报告10余次，是美国光学学会举办的2012年 “Imaging Systems and Applications”和2013及2016年 “Digital Holography and 3D Imaging”等多个国际学术会议的技术委员会委员和分会主席。目前担任Applied Optics、Advanced Optical Technologies和Scientific Reports等三份国际学术期刊的Editor。

Recently, single-pixel optical imaging has attracted more and more attention, and it has been found that single-pixel optical imaging can play an important role in many applications. In this invited talk, several novel applications using single-pixel optical imaging are presented and discussed. For instance, a single-step Hadamard spectrum acquisition method is presented, which dramatically improves the sampling efficiency in single-pixel optical imaging. Several optical authentication approaches using single-pixel optical imaging are also presented, which can extend the applications of single-pixel optical imaging. In addition, optical imaging and authentication through scattering media are further presented and discussed. It is hoped that this invited talk could shed some light on the studies of single-pixel optical imaging and its applications. The supports from National Natural Science Foundation of China (NSFC) under Grant No. 61605165, the Hong Kong Research Grants Council under Grant Nos. 25201416 and C5011-19G, and Shenzhen Science and Technology Innovation Commission under Grant No. JCYJ20160531184426473 are acknowledged.

Dr. Wen CHEN received PhD degree from the National University of Singapore in 2010. Dr. Chen conducted extensive research as Research Associate (2010) and Research Fellow (2011-2015) in National University of Singapore. He was a visiting scholar in Harvard University in 2013. Dr. Chen is currently an Assistant Professor in the Department of Electronic and Information Engineering, The Hong Kong Polytechnic University, Hong Kong, China. Dr. Chen has authored or co-authored more than 100 international journal and conference papers. The publications have been highly cited, and some are highlighted or reported, such as AIP press release. Dr. Chen currently fulfils some professional services, such as an Editorial Board Member for “Scientific Reports”, an Associate Editor for “IEEE Access” Journal and an active reviewer for many international journals in his research field. He was recognized as an outstanding reviewer for OSA publishing (Optical Society of America) in Aug. 2016. He actively attended academic activities, and was awarded to attend Global Young Scientists Summit @ Singapore One-North 2014. Dr. Chen's current research interests focus on imaging systems, single-pixel imaging, optical transmission, holography, information optics, and deep learning.

该报告将光场调控特别是OAM调控与傅里叶光学、量子成像等领域有效结合，提出了新型的图像编码原理、图像滤波技术及量子模式识别。具体地，在数字螺旋成像领域，将光子轨道角动量本征模式分解与双光子高维轨道角动量纠缠态结合，实现了相位物体的量子关联成像；将OAM相衬原理推广到非线性倍频调控，实现红外光照射相位物体边缘增强的可视化；通过泵浦光OAM叠加态调控，首次提出人脸的量子模式识别。这些工作有望于构筑新型的光场调控、量子成像及量子传感等关键技术。

陈理想，厦门大学教授、博士生导师，物理科学与技术学院副院长。主要从事与光子角动量相关的光场调控、非线性光学及量子成像等领域的研究，已以第一作者/通讯作者在Physical Review Letters, Light: Science & Applications, Optica, Laser & Photonics Reviews等国际物理学/光学期刊发表60余篇学术论文，研究工作多次被美国物理学会Physics网站、英国物理学会Physics World网站等正面亮点报道，入选“中国光学重要成果”。他入选了教育部新世纪优秀人才支持计划、福建省青年拔尖创新人才，获第七届饶毓泰基础光学奖(二等奖)、2019年度中国物理学会“萨本栋应用物理奖”。

单像素相机基于关联测量原理，仅仅依靠收集光的强度信息对物体成像。成像过程中采取结构光照明实现目标空间信息的采集。由于探测端只需要点探测器，因此，单像素相机相较于传统焦平面成像技术，在许多成像应用中具有极大优势。本报告中，我们将介绍单像素成像的基本原理及性质。同时，从成像信噪比、特殊波段成像技术、高速运动目标成像等方面介绍单像素相机的应用潜力及优势。

孙宝清，山东大学教授，博士生导师。本科、硕士分别毕业于山东大学、北京大学，并于英国格拉斯哥大学获博士学位。长期从事量子成像、计算成像及新型光学成像技术等领域的研究工作，在鬼成像、单像素相机等方向取得了一系列原创性的重大突破。相关工作发表于Science等国际顶级学术期刊。主持国家自然科学基金等多项国家级科研项目。

单分子荧光显微成像已经广泛应用于生物成像和医疗诊断。在传统荧光成像中来自细胞或生物体的自发荧光会干扰甚至淹没单分子信号，限制了单分子显微成像的对比度及其更深入的应用。在本报告中将向大家汇报最近我们发展的基于单分子量子相干调控的显微成像技术，该方法基于超快激光泵浦-探测技术，利用单分子所具有的二能级近似特性，通过调制超快脉冲对的相对相位，实现对单分子激发态布居几率的改变，从而调控单分子的荧光信号。基于调制-解调技术，以调制强度为物理量对单分子成像，可以将单分子信号与干扰噪音之比提高2个量级以上；使荧光显微成像可应用于复杂环境中。同时单分子量子相干显微成像还为研究单分子及其与环境相互作用的超快动力学行为提供了新的途径。

秦成兵副教授，2008年和2013年先后在中国科学技术大学化学物理西和微尺度物质科学国家实验室(筹)获得学士和博士学位。2013年进入山西大学量子光学与光量子器件国家重点实验室开展研究工作，2015年获副教授职称，入选2018年度山西省“三晋英才”支持计划青年优秀人才。研究兴趣包括单分子量子特性及其在量子信息处理、生物医学成像等方面的应用；过渡金属二维材料的光电特性及其操控。主持国家基金青年项目、面上项目、重大研究计划培育项目等项目四项。近五年共发表论文40篇，包括Nature Commun., JPCL等；以主要参与人完成世界光电经典《Cold Molecules: Theory, Experiment, Applications》的翻译（已出版）。

单像素成像采用空间光调制器对场景进行结构光照明，单像素探测器收集从场景散射的光强，并与照明结构光信息一起通过重建算法获取场景图像。虽然其系统性能与技术成熟、大规模商业化的数字相机还存在较大差距，但其在特殊谱段成像、三维测量和自适应成像等非常规成像领域表现出巨大潜力。本报告主要汇报本课题组近年来在单像素成像领域的技术进展，从我们对单像素成像技术的认识出发浅谈了其技术优势和缺陷、未来发展方向等。

孙鸣捷，国家优秀青年科学基金获得者，北京航空航天大学仪器科学与光电工程学院教授，院长助理和光电工程系主任。主要从事先进光电成像技术研究，发表有《Nature Communications》、《Science Advances》等ESI高被引论文，并被“麻省理工技术评论”重点报道为相关领域里程碑成果，有潜力改变未来成像系统的工作模式。主持承担国家自然科学基金、国家863、国家973子课题、军科委创新特区重点探索等10余项国家级项目。

单像素成像是一种新颖的计算成像技术，其核心是利用空间光调制技术，将目标物体的空间信息，编码成适合于无空间分辨能力的单像素光电探测器采集的一维时间信号，并通过计算的方法实现信息解码和图像重建。基于空间光调制的单像素成像不仅是非可见光波段成像、弱光成像等传统成像难题的潜在解决方案，更是为物体空间信息的获取提供了新观点、新思路和新手段——特别是如何利用空间光调制和单像素探测，只获取感兴趣的物体空间信息，以避免冗余数据的采集，从而实现快速的单像素成像，甚至无需重建图像、直接通过单像素探测器获取的一维时间信号完成目标物体的识别和跟踪等任务。本报告将汇报课题组近年来有关单像素成像技术与单像素免成像技术的系列工作。

张子邦，男，1988年生，广东广州人，暨南大学光电工程系副教授。2014年和2017年在暨南大学分别获得光学硕士学位和生物医学物理与生物医学信息技术博士学位。2017年进入暨南大学光电工程系工作，主要从事新型光学成像技术研究，包括单像素成像、大视场高分辨显微术、无透镜成像等。主持承担国家自然科学基金和广州市自然科学基金。代表性成果发表于Nature Communications、Optica、Solar Energy Materials and Solar Cells、Optics Letters等期刊。

X射线关联成像技术将关联光学理论引入X射线成像领域，使得人类在纳米尺度上探究微观世界奥秘得以另辟蹊径，同时使得实验室小型化X射线纳米显微仪器也成为可能。X射线傅里叶变换关联成像是一种无透镜成像技术，其极限分辨率仅受限于X射线波长，利用光场的高阶关联特性可以对物体进行非局域编码，由计算获取物体的衍射谱、振幅、相位等信息。将傅里叶变换关联成像与压缩感知和深度学习等数据处理技术相结合，可以实现单次曝光关联成像，从而减小曝光剂量，获取高质量图像，在纳米显微、生命科学等领域具有广阔的应用前景。

中科院上海光学精密机械研究所量子光学重点实验室副研究员，国家自然科学基金重大科研仪器项目负责人、国家重点研发计划课题负责人，研究方向主要是X射线关联成像技术及其在纳米显微、深空自主导航等领域中的应用，完成了国际上首次X射线波段关联成像衍射显微实验演示，相关成果被欧美各国学术媒体广泛追踪报道，在Phys. Rev. Lett, Opt. Express等期刊发表论文近30篇，授权发明专利10余项，获得中科院重大科技基础设施重要成果、中国光学重要成果等奖项，担任Nat. Commun.等期刊审稿人。

在成像链路中，由于照明光源强度的减小、传输距离的增加、链路散射的增强、探测时间的减少、探测精度需求的增加或以上这些因素的共同作用，使得最终探测设备上所探测到的光强度受到限制，当探测设备单个像素所接收到的光子数已经到了几个光子甚或单个光子的级别时，光的粒子效应所带来的散粒噪声会导致信息获取的不确定性，在这种极限条件下如何恢复目标图像或实现目标物体的识别是一个极大的挑战，本报告主要汇报我们课题组近年来在这方面所做的研究工作。

石剑虹，上海交通大学副教授，近年来主要从事单光子探测极弱光成像技术方面的研究，其中包括单像素成像、关联成像、散射成像等。近年主持承担国家自然科学基金、国家863子课题、军科委创新特区重点探索等10余项国家级项目。

 

卢荣胜，博士，教授、博士生导师、安徽省计量测试学会理事长， 安徽省光学学会机器视觉与LED照明技术专委会主任。
1981-1985年安徽机电学院（现安徽工程大学）机械系机械制造工艺与设备专业本科。
1985-1992年安徽量具刃具厂担任助理工程师、工程师，从事测量仪器产品开发、加工艺与装备开发方面的技术工作。
1992年-1998年合肥工业大学精密仪器专业攻读硕士与博士学位，从事精密测量、仪器设计、精度理论与测量误差修正技术方面的研究。
1998年-2000年在天津大学精密测试技术与仪器国家重点实验室做博士后，从事三维机器视觉精密测量技术和图像处理技术研究。
2001-2002年在香港城市大学(City University of Hong Kong)机械工程与管理系从事三维机器视觉理论方面的研究。
2002年-2006年在英国帝国理工学院(Imperial College London, UK)机械工程系和英国Huddersfield大学(University of Huddersfield, UK)计算与工程学院从事自动光学检测技术、图像处理与纹理分析方面的研究工作。

基于结构光投影(或照明)的光学非接触三维面形测量（成像）技术在军民领域的各个行业中有广泛的应用需求，因此被学者们深入研究。四川大学三维传感与机器视觉实验室成立于1988年，在国内率先开展并一直从事基于结构光照明的三维成像、摄像机标定和位姿测量研究，并积极将科研成果推广应用。报告将简要回顾课题组近些年来基于点线激光、条纹或者散斑投影的三维成像技术和视觉测量技术研究进展，介绍了不同测量方案在静态、动态场景三维成像中的相关应用。

教育部新世纪优秀人才，四川省学术和技术带头人，四川大学教授、博导。Optic and Leaser in Engineering 编委，亚洲实验力学学会(ASEM)指导委员，中国光学学会光电技术专业委员会常务委员，中国仪器仪表学会图像科学与工程分会副理事长，中国光学学会测试专业委员会委员。 从事三维成像技术研究二十余年，主持过国家自然科学基金项目、科技部重大仪器专项(任务负责人)等项目研究，科研成果被SPIE Newsroom和OSA Image of the Week作为科技亮点报道，获国家技术发明二等奖、教育部自然科学一等奖、教育部全国百篇优秀博士学位论文提名。发表论文150余篇，其中ESI高被引论文1篇，SCI他引1000余次，授权发明专利13项，参编教材和专著3本，2次担任国际学术会议大会主席，邀请报告6次。

条纹投影（结构光）三维成像是一种广泛使用的三维成像手段。然而随着应用需求的不断增多，人们对条纹投影三维成像这项技术的效率、精度、稳定性等方面的要求也越来越高。近年来深度学习技术的飞速发展已经为光学成像技术的发展开启了一扇新的大门，并且从这扇大门中我们注意到伴随着人工智能概念的引入，条纹投影技术的发展也正在经历着新的突破。本报告围绕条纹投影技术的关键步骤，首先介绍深度学习驱动下的条纹图像分析、时域/立体相位展开、三维重建、高动态范围测量等方面取得的研究进展。随后讨论该方法面临的挑战与未来的研究方向。

冯世杰，男，南京理工大学副教授，硕士生导师。长期从事基于条纹投影的高速三维测量技术研究。已在国际知名光学期刊上发表SCI收录论文40余篇，其中三篇论文入选ESI高被引文章；多篇论文被《Advanced Photonics》、《Optics Express》等杂志在封面或网站首页进行报道；Google Scholar论文引用1200余次。在国际知名学术会议上做口头报告10余次，申请/授权国家发明专利20余项、PCT国际专利3项。获第四届光学工程学科“全国优秀博士学位论文”提名。

随着集成电路，汽车工业，先进制造和航空航天等领域的发展，快速精确地获取镜面三维形貌数据以进行质量控制和功能评价。基于相位计算的条纹反射轮廓法，也称为相位测量偏折术PMD（Phase Measuring Deflectometry）以其非接触、高动态测量范围、快速采集、全场获取、高精度和自动数据处理的优势被广泛应用于不同领域。PMD的测量原理是反射条纹图像中编码的相位信息与被测镜面局部斜率和高度相关联，通过积分局部梯度数据或直接根据相位信息计算深度来获得被测镜面的三维形貌数据。本报告首先讲述PMD测量镜面三维形貌的基本原理；然后介绍基于PMD的最新技术研究进展：直接相位偏折技术DPMD（Direct PMD）、双目PMD和红外PMD；最后给出PMD中具有挑战性的难题和未来的研究方向。

河北工业大学机械工程学院教授、博士生导师、校学术委员会委员。从事三维光学测量原理和相关技术的研究。曾获欧盟玛丽•居里学者、教育部新世纪优秀人才、河北省“三三三人才工程”人选一层次、天津市“中青年科技创新领军人才”、江苏省“双创人才”等称号。主持了20多项国际、国家与部省级重点项目。以第一完成人获中国光学工程学会技术发明一等奖1项、河北省技术发明二等奖1项、天津市专利奖金奖1项。发表学术论文160余篇，其中60余篇被SCI、110余篇被EI检索。授权国家专利30多项。现担任Optics Express的Associate Editor。

被动的光场三维成像通常精度受限，且成像质量受环境光照和纹理特征影响较大。针对该问题，本文主要研究基于条纹结构光照明的主动光场三维成像技术，探索条纹结构光与光场成像的结合点，并提出一系列结合成像、标定测量的方法。一方面，光场相机可改善传统条纹轮廓测量的动态范围，辅助相位展开等；另一方面，借助条纹结构光相位辅助可大大改进光场三维成像质量和测量精度。

刘晓利，教授，博导，主要从事结构光三维成像及造型、光场计算成像、视觉检测等方面的工作。主持国家重点研发计划专项课题1项、国家自然科学基金2项。获授权国内外发明专利20项，并产业化实施10项发明专利，成果获深圳市技术发明奖一等奖、广东省科学技术奖二等奖、金国藩青年学子奖、光学工程学会技术发明一等奖。

3D视觉技术能够获取现实三维场景完整的几何信息，利用带有深度信息的图像来实现对于场景的精准数字化，从而实现高精度的识别、定位、重建、场景理解等机器视觉的关键功能。以2010年的Kinect和2017年的iPhone X的发布为标志，3D视觉技术从传统意义上只应用于专业领域的高端技术变成了消费级产品。现行专业级或者消费级的3D相机采用两种主流技术，三角法(Triangulation)和飞时法(Time-of-Flight, ToF)。采用三角法的3D视觉技术包括双目技术和结构光技术，基本原理采用三角几何视差来获得目标到相机的距离信息。这种方法在近距离有着很高的精度，但是误差会随着距离增大而快速变大。ToF技术测量相机是指主动投射出的光束经过目标表面反射后被相机接收这个过程的来回的飞行时间，基于光速即可获得目标到相机的距离。ToF技术在不同距离的误差相对三角法更稳定，在远距离有着更好的精度。 本报告将详细介绍消费级3D视觉技术的基本原理以及在智能终端、AR/VR、智能安防、机器人视觉、自动驾驶、自动化医疗等多个领域组成的百亿美金级市场中的应用。

吕方璐，光鉴科技首席科学家，负责结构光与ToF 3D相机的硬件研发和生产。清华大学电子工程系本科，美国加州大学伯克利分校博士。本科成绩排名前1%，获得“清华大学优秀毕业生”、“北京市优秀毕业生”、“优 秀学生干部”等荣誉称号，以及大学生物理竞赛特等奖和两次国家奖学金。博士期间发起并领导了由Intel公司赞助的科研项目，他实现的纳米激光器有望将计算机速度提高20多倍。此外，他还发明了比普通透镜小一千倍的纳米光学微型透镜。基于这些研究成果，吕方璐发表了近30篇期刊与会议论文，三次获得国际学术会议最佳论文奖，并荣获“国家优秀自费留学生奖学金”。创立光鉴之前，在科技咨询公司Exponent担任高级咨询师，在消费电子领域有深厚积淀。

自2010年微软推出Kinect以来，3D传感器在人机交互、体感游戏、机器人环境感知、3D建模等方面获得了广泛的应用，实时、廉价的深度信息获取方式极大地推动了计算机视觉技术的进展。2017年苹果发布的iphoneX手机，首次搭载了结构光3D传感器，使得3D视觉技术进入了普通大众的生活。2018年，oppo发布的安卓手机Find X搭载了奥比中光的3D传感器。同年，奥比中光获得蚂蚁金服领投的两亿美金的D轮融资。采用奥比中光3D传感技术的支付宝线下刷脸支付系统也在快速推广。本报告结合讲者在奥比研究院的工作和研究经历，介绍了结构光三维成像技术的基本原理，传统方法和最新的基于深度学习方法的研究进展。

徐玉华，奥比中光研究院计算机视觉算法组负责人。分别于2006年和2011年于合肥工业大学电气与自动化工程学院获得学士和博士学位，2012年7至2015年7月在国防科技大学空天科学与工程学院于起峰院士团队开展博士后研究。目前主要从事三维视觉领域的研究工作。主持国家自然科学基金项目1项，在Optics Express、Optics and Lasers in Engineering等期刊发表论文十余篇。2018年被评为深圳市高层次专业技术人才，同年入选中国图象图形学会三维视觉专业委员会委员。

各种非接触扫描测量技术已在外形检测中大量应用，针对采用这类测量技术获取的点云数据，从点云数据预处理到误差评价，已有很多研究。在回顾相关研究进展的基础上，分析现有研究中存在的问题，并针对近年新出现的应用领域，探究未来的发展方向及其中的关键问题。

李维诗，工学博士，现为合肥工业大学“黄山学者”特聘教授、博士生导师，主要从事复杂外形检测与反求工程方面的科研与教学工作。兼任中国图学学会理事，中国仪器仪表学会机械量测试仪器分会理事，中国计算机学会计算机辅助设计与图形学专业委员会委员，中国工业与应用数学学会几何设计与计算专业委员会委员、复杂外形检测与反求工程学科组召集人。曾先后在青岛前哨英柯发测量设备有限公司、新加坡高性能计算研究院和英国卡迪夫大学从事相关算法研究和软件研发工作，发表论文约50篇，以第一发明人授权专利8项。

 

 

为实现三维场景的真实感全息显示，需要大量的全息图序列。这给三维场景全息视频的传输带来的新的挑战。因此在保证不损失有用信息的前提下减少传输数据量的全息图压缩编码技术成为人们感兴趣的研究课题。由于全息图的特殊性，其像素之间相关性较弱，很难用现有的图像及视频编码方法进行压缩，需要提出新的压缩方案。本文对目前最新的全息编码方法进行详细的综述，并对全息图压缩编码的发展进行了分析和预测。在此基础上，介绍了我们最新改进的种方法，在频域中使用小波变换对全息图进行变换编码，并对变换系数进行了重新优化，在此基础上进行了二次量化，在保证重建图像质量不下降的情况下，大大提高了压缩效率。

桂进斌，男，昆明理工大学理学院副教授。主要从事全息三维显示、全息图像编码、数字图像处理及光学衍射成像等方面研究，在国内外发表期刊论文30余篇，获授权国家发明专利6项。

近10年来，显示器件的分辨率水平一路飙升。PPI（Pixel Per Inch）的增加显著提升了观看视觉效果，也极大提高了显示器件设计和加工的难度。经过在显示行业20多年的耕耘，京东方（BOE）收获了深厚的技术积淀，通过采用自主知识产权的ADS技术，率先在业内达成了大尺寸8K、10K分辨率和小尺寸1600PPI等业内最高水平。
ADS类水平配向LCD技术已经在中小尺寸市场占据了绝对主流地位。随着8K电视的逐步普及和互动显示器件市占的提升，ADS类水平配向技术将在大尺寸市场进一步获取更多份额。

杨瑞智，男，1985年出生，2008年起职于京东方科技集团股份有限公司研发组织，显示面板设计与工程资深专家。现致力于显示及其外延技术的规划、寻源和评估等工作。

实时获取与显示三维场景仍在问题。深度传感器获取的深度数据在边缘噪声较大，以及由于光场显示设备渲染流程的特殊性，光场显示采集场景尚无法兼顾实时性与准确性。本报告介绍一个由多台深度相机和光场显示设备组成的端到端实时三维采集与显示系统。首先对于深度图边缘信息优化，基于引导滤波的方法，把颜色图作为引导信息修复深度不连续区域，然后对多位置设备的点云信息以及纹理信息进行自由视点深度图融合，最后基于显示系统的光场重建算法将采集到的信息实时处理显示。系统采用多个显卡单元同步进行深度信息优化融合以及光场重建。实验证明该方法能以可互动帧率显示较为准确的真实场景，可用于三维会话、远程再现等场景。

李海峰，男，1965年生，浙江大学教授，博士生导师。1988年和1991年在南开大学分别获物理学学士和光学理学硕士学位，2002年获浙江大学光学工程工学博士学位。1991年至今在浙江大学光电学院任教。主要研究领域包括光电成像与光电显示。承担和参加了国家重点研发计划项目、863项目、国家自然基金项目等多项。在纳米超分辨显微机理研究及关键元部件和系统的设计与构建，投影显示非成像光学设计方法与产业化，以及新型光场三维显示系统等研究领域获得较大进展，已授权国家发明专利七十余项，发表学术论文一百余篇，获国家科技进步二等奖一项，国家技术发明二等奖一项，国家自然科学四等奖一项，以及省部级奖多项。

头戴式显示是增强现实（AR）领域的关键技术。目前AR显示一般采用双目视差的伪三维显示技术，由于辐辏和调焦的矛盾，长期使用使人产生视觉疲劳，甚至头晕恶心等生理不适。针对该问题，我们提出了基于多平面、全息和超多视点（光场）的AR显示技术，能正确提供调焦信息，有效缓解立体视觉疲劳。

李燕，2012年于美国中佛罗里达大学光学与光电子学院获得博士学位，2012-2014在美国Magic Leap公司担任高级光学工程师，2014年加入上海交通大学。目前研究方向为AR光学显示与液晶器件，发表学术论文70余篇，被Google Scholar引用2200多次。担任OSA Optics Express，IEEE Photonics Journal， SID Journal of society for information display副编辑，担任SID Display Week和ICDT （International conference on display technology）等会议程序委员会委员。

报告提出基于光向量调控的光场3D显示方法。首先介绍基于像素式纳米光栅结构的向量3D显示技术，实现无串扰、全视差动态裸眼3D光场显示。我们利用纳米光栅结构实现会聚光场，利用会聚视场搭建了5.5寸裸眼3D显示系统。实验表明，会聚光场可消除多视角3D显示产生的眩晕，获得良好的运动视差效果。其次，将离散分布的像素式纳米光栅结构与激光投影技术结合，制备和搭建了32寸虚实融合的彩色真3D显示样机，可用于透明3D显示领域。最后，利用灰度曝光光刻技术，提出一种基于离散菲涅耳透镜的3D显示技术。综上，像素化衍射光学元件给裸眼3D显示提供了新的可能，具有视点灵活可设计、视场角大、结构紧凑、无鬼影、无眩晕、信息利用率高等优点。

乔文，女，苏州大学特聘副教授。2013年毕业于美国加州大学圣迭戈分校，获工学博士学位。2014年加入苏州大学，主要从事纳米结构光场调控，微纳制备方法，新型显示技术，及微纳传感等研究。已发表论文30余篇，其中包括《Advanced Materials》、《Lab on a Chip》、《Journal of Materials Chemistry C》、《iScience》、《Optics Express》、《Applied Physics Letters》等国际知名学术期刊。作为项目负责人、主要研究人员承担国家自然科学基金、国家973项目课题等项目10余项。先后参与撰写专业书籍章节4篇，申请中国发明专利130余项，授权中国发明专利13项。Email：wqiao@suda.edu.cn

Multicolor waveguide holography has been a challenge due to its coherent design complexity, compounded by the limited low-loss materials available in the optical range as well as difficulties in nanofabrication. In this talk, I will first introduce our recent work on multicolor waveguide holography based on computer-generated hologram (CGH) in an all-dielectric waveguide metasurface system from design, fabrication to characterization perspectives. Besides, I will share our investigation on polarization selection of the holographic images, such as a single 3D stereoscopic image and radially and azimuthally polarized vortex beams. These technology enables chip-scale displays and augmented reality (AR), optical trapping, etc.

Zhiqin Huang graduated from Wuhan University of Technology with a Bachelor of Science degree in optical information science and technology and a Bachelor of Business Administration degree in business administration. She got her master’s degree in applied physics from University of Massachusetts Boston. Zhiqin received her Doctorate degree in electrical engineer from Duke University, where she studied optical metamaterials (MMs) with Dr. David R. Smith. After graduation, she works as an optical engineer at Digilens in California.

超表面具备任意调制入射电磁波的相位、振幅和偏振的功能，从而能够灵活调控波面。超表面提供了光场调控的新方法和新机理，在波前整形、隐身斗篷以及全息防伪等领域展现出了独特的应用前景。本报告主要介绍课题组近年来在超表面全息显示和波前调制等方面的相关工作并作出展望，包括：利用轨道角动量实现多通道全息加密；利用级联超表面实现与传播方向相关的非对称波前传输；利用单层介质超表面实现频谱和空域的同时调控，从而实现彩色打印和彩色全息相结合的双工作模式。

黄玲玲，北京理工大学教授、博士生导师。入选教育部青年长江学者、北京市卓越青年科学家、霍英东基金获得者、中国科协青年人才托举计划、北京市科技新星。主要从事微纳光学功能器件及物理机制研究，研究成果发表在Nature Communication, Advanced Materials, Light: Science & Applications, ACS Nano, Nano Letters, Laser Photonics & Review等国际顶级期刊。作为项目负责人承担国家重点研发计划课题，国家基金委国际合作项目、面上项目，北京市自然基金等十余个项目。获得中国仪器仪表学会金国藩青年学子奖，博士论文获首届全国光学工程学科优秀博士学位论文。担任中国光学学会全息专委员会委员，国家基金委、教育部学位中心通讯函评专家，Advanced Materials、Light:Science & Applications等20余个SCI期刊审稿人。

当前全息显示的衍射光学系统过于复杂，无法适应近眼显示的轻便化需求，同时全息显示的成像质量也一直是制约其走向实用化的关键因素。本文在研制相位型硅基液晶微显示芯片的基础上，提出了复振幅全息显示的可行性方法，并以此为基础，进一步提出采用光场渲染算法，来实现自然场景的全息编码，提升全息显示图像质量的同时，降低计算复杂度。本文以全息微显示芯片为基础，通过将微显示芯片和全息波导相融合，提出了一种超薄结构的增强现实显示系统，并进行了初步的显示验证。

夏军，东南大学教授，博士生导师。2004年在东南大学获得博士学位。2007获国家高等学校学科创新引智计划资助在荷兰Delft大学做访问学者。全国专业标准化技术委员会委员，中国图像图形学会立体图像技术专业委员会委员，中国光学学会全息与光信息专业委员会委员。研究方向包括三维光场显示、全息显示、微显示芯片、增强现实等。在三维显示技术方面，主持承担了多项科技部973项目、863项目、总装预研重点项目。发表SCI学术论文100余篇，获授权国家发明专利60多项，获江苏省科学技术进步一等奖1项。

由亚波长结构组成的超构表面元件开启了设计新一代光学元件的浪潮，因为其可以实现几乎任意的相位、幅值、偏振的调控，以应用到显示成像等领域。然而，目前的光学波段超构表面元件多是由高折射率、高深宽比、高精度纳米结构组成，这对目前的微纳加工提出了极大的挑战。本报告将首先探讨目前超构表面的发展其及在加工中面临的挑战，之后结合相关的超构表面元件设计加工介绍本课题组在超构表面全息显示和近眼显示等领域的工作。

胡跃强，男，1992年生，湖南大学机械与运载工程学院助理教授，硕士生导师。于清华大学和西南交通大学分别获得博士和学士学位，2016年于加州大学伯克利分校进行联合培养。博士期间一直从事表面等离激元及微纳加工相关工作，搭建了等离激元并行纳米光刻系统。2018年加入湖南大学后，在微纳结构（尤其是超表面元件）的光场调控原理、设计、应用以及器件制备方面展开研究，目前已开发出多个光波段超表面元件及其关键制备工艺。以第一作者或通讯作者在Nano Letters，Light: Science & Application, Advanced Optical Materials, Advanced Functional Materials等国际顶级期刊发表SCI论文10余篇，申请专利5项，授权2项。