超透镜是基于超表面对光场调控的成像器件，由于其具有体积小型化、工艺流程化的优势，在器件轻量化、便携性方面具有很好的应用前景。针对当前市场对透镜的体积需求，使用时域有限差分法模拟了一种新型结构的超透镜，它是基于光子晶体的平板超透镜，尺寸为长2 μm，宽1 μm，工作波长在717 nm可见光波段。该平板超透镜以TiO₂波导作为衬底，由Au和GaP两组周期相同的光子晶体呈相切的结构共同蚀刻在TiO₂波导上，模拟研究透镜成像效果。此外通过引入一系列不同形状的缺陷，研究其对平板透镜成像结果的影响，结果表明，当缺陷结构为矩形尺寸：Lx = 0.5 μm，Ly = 0.8 μm时，该平板超透镜呈现出最好的成像效果，达到了0.556 λ数值的超分辨，极大地提高了成像质量。未来该平板超透镜在可便携的成像设备，AR，VR以及小型医疗设备等各个领域具有极大的发展潜力。

Overview: Femtosecond laser two-photon polymerization (TPP) micro-nanofabrication technology is a new type of three-dimensional lithography technology that integrates nonlinear optics, ultra-fast pulsed laser, microscopic imaging, ultra-high-precision positioning, three-dimensional (3D) graphics CAD modeling, and photochemical materials. It has the characteristics of simplicity, low cost, high resolution, true 3D, and so on. Different from the technical route of shortening the wavelength of the traditional lithography, this TPP technology breaks through the optical diffraction limit using the ultrafast laser in the near-infrared and the nonlinear optical effect of the interaction between the laser and the material. TPP can achieve true 3D fabrication of complex 3D structures. After the femtosecond pulse laser is tightly focused in space, photopolymerization is initiated by the two-photon absorption(TPA), which can limit the fabrication area in the center of the focus. The interaction time of the ultrashort pulse with the material is much lower than the thermal relaxation of the material, avoiding the photothermal effect. The lateral linewidth can be reduced to about 100 nm due to the strong threshold characteristics of the two-photon absorption process. Thus, TPP is an ideal fabrication method in the field of 3D micro-nanostructure. Since 2001, Kawata’s team has used a near-infrared femtosecond laser with a wavelength of 780 nm to fabricate a "nanobull" with the size of red blood cells. It fully demonstrated the advantages of TPP in the preparation of three-dimensional micro-nano structures. At the same time, a polymer nanodot with a size of 120 nm was fabricated, which was only 1/7 of the laser wavelength, breaking the optical diffraction limit in this study. Since then, scientists from various countries have improved the line width, resolution, and other parameters of 3D structure by continuously improving the materials, structure, processing technology and light field control, and other aspects. At the same time, with the continuous development and improvement of the 3D nanostructure fabrication technology, the advantages of TPP technology are also reflected in some application fields, such as micro-optical devices, integrated optical devices, micro-electromechanical systems, and biomedical devices. This paper will systematically introduce the femtosecond laser TPP micro-nanofabrication technology, including the fabricating principle, the development of fabricating methods, and its research overview in many application fields. Finally, its existing problems and future development and application prospects are discussed.

从显微成像测量线宽的理论模型出发，分析了限制测量精度的边缘定位误差因素，基于阶跃边缘衍射光强微分的灵敏探测原理，提出一种平移差分的微结构线宽显微测量方法，即使用压电陶瓷微位移平台微量移动待测微结构沟槽，两步平移并采集三幅对沟槽清晰成像的显微图像，显微图像依次相减得到两幅差分图，将线宽测量转为差分脉冲距离测量，利用差分脉冲在阶跃边缘附近梯度变化灵敏度高的特点，突破衍射极限，提高线宽测量精度；再用纳米精度压电陶瓷位移台标定与显微成像系统有关的倍率测量常数，以压电陶瓷位移台的高精度保证测量结果的准确性。以可溯源计量部门、线宽为30.00 μm的标准沟槽样板作为待测样品，10次测量得到线宽测量平均值30.03 μm，标准差0.005 μm，并对本方法进行了不确定度分析，最终得到合成不确定度为0.37%（k=1）。

传统光学成像实质上是场景强度信号在空间维度上的直接均匀采样记录与再现的过程。在此过程中，成像的分辨率与信息量不可避免地受到光学衍射极限、探测离散器采样、成像系统空间带宽积等若干物理条件制约。如何突破这些物理限制，获得分辨率更高，视场更宽广的图像信息，是该领域的永恒课题。本文概括性地介绍了分辨率、超分辨率与空间带宽积拓展的相关基础理论，核心机理及其在计算光学成像中的若干实例。通过将这些具体个案置入“计算光学成像”这个更高维度的体系框架去分析与探讨，揭示了它们大多数都可以被理解为一种可称作“空间带宽积调控”策略，即利用成像系统的可用自由度，在成像系统有限空间带宽积的限制下，以最佳方式进行编解码和传递信息的过程，或者形象地说——“戴着脚镣跳舞”。这实质上是一种在物理限制下，在“得”与“失”之间所作出的符合规律的权衡与选择。本文的结论有望为设计和探索面向各类复杂现实成像应用的新型成像机理与方法提供有益启示。

报道了高功率、高光束质量的垂直腔面发射半导体激光器(VCSEL)侧泵的Nd:YAG激光振荡器。从VCSEL泵浦源的主动冷却的热沉结构出发，设计了5个227 W的VCSEL线阵，并且通过优化侧面泵浦大口径激光棒的结构，研制成了具备480 W输出能力的棒状激光模块，相应的光-光效率为49.7%。在此基础上，设计了一种高功率、高光束质量的VCSEL侧面泵浦棒状Nd:YAG激光振荡器。腔内插入望远镜光学元件，并通过优化各光学元件的参数使其工作在热近非稳区域，以达到增大基横模体积和抑制高阶横模目的。最终，获得114 W的输出功率，相应的平均光束质量因子M²为1.42。由于VCSEL具备优秀的波长-温度稳定性，这种高功率、高光束质量的VCSEL泵浦的固体激光器在工业、空间等领域，具有极为广阔的应用前景。

相比利用光场的一阶关联实现物空间与像空间一一对应的传统成像，鬼成像基于光场的二阶关联实现物空间与像空间的一一对应，从而获取物体图像信息。通过引入光场涨落调制和计算重构，鬼成像不仅可以具有更高的信息获取效率，而且提升了图像信息获取方式的灵活性，能够具备传统成像所不具备的成像能力。随着鬼成像在系统优化及技术应用方面的进一步发展，对鬼成像理论也提出了新的要求和挑战。文中分别从鬼成像的物理本质、图像信息获取理论及理论分辨率研究三方面介绍了中国科学院上海光学精密机械研究所近期在鬼成像理论上的若干研究工作，并对今后鬼成像的理论研究工作进行了展望。

基于扫描探针技术设计搭建了一套散射式扫描近场光学显微系统。基于搭建的系统结构和近场信号探测原理，理论分析和实验讨论了不同因素的干扰、解调阶次、聚焦光斑等因素对近场光学信号提取的影响。为进一步验证装置性能，对纳米金颗粒和机械剥离的六方氮化硼样品进行了测试。结果表明，所搭建的装置实现了10 nm的空间分辨率，可以清晰地观察到六方氮化硼表面声子极化激元在传播-反射过程中形成的驻波现象，展示了该技术在低维纳米材料光学表征中应用的巨大应用潜力。