近年来，脑科学成为世界的研究热点。微型显微镜的发展使动物在自主行为中的脑活动和结构动态的可视化成为可能，但对单个大脑神经元和神经突触的观察仍然是一个挑战。北京大学和中国医学科学院组成的研究团队成功研制出了高速高分辨率微型双光子显微镜(FHIRM-TPM)，并观察到了小鼠在剧烈运动时突触级的神经运动。

柔性电子技术与紫外(UV)传感技术相结合的柔性紫外图像传感器具有体积小、可弯曲甚至折叠等特点，在犯罪调查、漏油检测、火灾监测和电力线检测等领域有着广阔的应用前景。然而，在实际应用中紫外线辐射的信号强度低，因此高性能柔性紫外光电探测器的研制至关重要。

光子自旋-霍尔效应(SHEL)指不同自旋态(圆偏振)的光子在一定条件下发生分裂的现象，在光学测量、成像、传感等领域具有重要应用前景。然而，一般条件下SHEL比较微弱，虽然通过谐振能增强分裂强度，但响应带宽受限。近期，微细加工光学技术国家重点实验室突破了上述难题，通过理论和实验证明尺度仅为2 μm的单个悬链线结构即可产生宽带SHEL，相关文章近期发表于《Light: Science & Applications》。

激光冲击强化技术(LSP)是一种新型的激光应用表面处理技术。与传统表面改性技术相比，激光冲击强化技术能给材料带来更深的残余应力层，使材料表层晶粒细化甚至出现纳米晶，同时大幅提高材料的疲劳寿命。利用高能激光辐照约束层材料(黑漆、黑胶带或铝箔)，约束层材料在瞬间熔融气化并产生高温高压的等离子体。等离子体冲击波是一种爆轰波，可以通过C-J模型计算冲击波的峰值压力。等离子体冲击波在约束层(水、光学玻璃)的约束下向材料内部传播，其压力远远超过了材料的弹性屈服极限，材料经历了弹性-塑性变形，最终材料表面形成稳定的残余应力场并发生微弱的塑性变形。本文介绍了激光冲击强化技术的研究发展历程，在此基础上对该技术发展方向进行了展望。

自适应光学系统在高分辨力成像望远镜中发挥了重要作用。自适应光学系统对于望远镜系统中的低阶像差几乎可以完全校正，但是会牺牲变形镜的校正行程量；对于中高阶像差，自适应光学系统不能完全校正，如何减小高阶残余误差是望远镜系统设计需要考虑的问题之一。本文首先分析了望远镜光学结构中的主镜结构、次镜遮拦、次镜支撑筋、主次镜装调和光学加工等静态和准静态像差情况，然后分析了这些因素如何影响自适应光学校正能力，最后给出了对望远镜光学结构的要求。

提出了一种基于光纤耦合器的全光纤链路锁相方法。通过光纤交叉互联使得出射光束与本振激光之间以及光纤端面后向回光相互间在光纤耦合器内进行干涉以获得性能指标，利用随机并行梯度下降算法(SPGD)对性能指标进行盲优化控制，实现多路出射光束在光纤端面处的相位锁定。首先建立了这种锁相方法的模型，讨论其锁相控制的稳态条件。搭建了两路全光纤链路锁相实验，并对两路出射光纤激光进行准直发射，通过相机获得的远场干涉条纹图像来判定锁相精度。实验结果表明，在引入正弦相位扰动幅值4个波长和频率2 Hz的情况下，该锁相方法能够将10 s长曝光图像条纹对比度从开环时的0.25提升至闭环时的0.82，单帧短曝光图像条纹对比度从开环时的0.65提升至闭环时的0.98。

基于受冲击加载样品的温度测量需求，设计了一种测温范围1500 K~10000 K的八通道光学高温计，通过优化计算选取了最佳的工作波长和带宽，使每个通道的线性外推误差控制在2%以内。采用高通低反分光片结合窄带滤光片的分光模式，使每通道光能利用率达到60%以上。采用带宽150 MHz的Si和InGaAs半导体光探测器，工作波长覆盖400 nm~1700 nm，利用黑体炉完成高温计的多点标定。

为了解决在复杂电磁环境下大位移量的监测问题，实现对大型机械和工程结构健康安全状况的实时监测，设计了一种基于悬臂梁结构的可调量程拉绳式光纤布拉格光栅位移传感器。悬臂梁两侧对称粘贴了两个不同中心波长的光纤光栅，当悬臂梁自由端的位置发生变化时，两个光纤光栅分别受到拉力和压力，因此光栅的中心波长向相反方向漂移。通过对两个中心波长差值与位移量关系的标定，可以排除温度的影响，实现对位移量的测量。传感器采用了拉绳式的位移传递方式，使得传感器的安装位置及测量方式更加灵活；便于拆装的位移转换装置，可以方便地调整传感器的量程，使其具有更广泛的适用性。位移传感实验结果表明，在传感器量程为60 mm时，位移传感器的平均灵敏度为47.7 pm/mm，相关系数达到0.998，重复性误差为2.83% FS，迟滞误差为1.02% FS。该位移传感器具有结构简单、量程可调的特点，可以满足不同环境下的位移测量需求。

采用光刻胶热熔法制作具有特定尺寸的微透镜，制作的微透镜能将微透镜阵列技术应用于短波1 μm ~3 μm红外探测器中，有效地提高探测器件的光电性能。采用AZ P4620厚光刻胶，利用紫外光刻技术，对透镜制作中的前烘、曝光和显影、坚膜、热熔等工艺进行了深入细致的实验研究，确定了最优的工艺参数，实现了球冠直径在(5.5±0.5) μm，曲率半径3 μm的微透镜，且透镜有很好的均匀性和一致性，满足近红外探测器件的要求。

为了解决航空发动机原位裂纹的快速检测问题，得到特征信息与缺陷深度之间的关系，本文通过实验室已搭建的实验平台，使用激光器在一系列不同深度缺陷的航空铝板上激发激光超声信号，对收集到的信号进行小波去噪，通过小波包研究去噪后的反射回波信号的频带能量分布特征。结果表明：反射回波信号的能量主要集中于S80～S87频带；当缺陷深度为0.2 mm至0.4 mm时，能量主要集中在相邻的两个频带上；当缺陷深度为0.5 mm至0.7 mm时，能量主要集中在相间的两个频带上。该分析方法为超声信号定量表征表面微缺陷提供了一种思路，为今后从频带能量方面分析裂纹深度奠定了一定的基础。

郭光灿，福建惠安人。1965年7月毕业于中国科学技术大学无线电电子学系。1981年9月~1983年9月在加拿大多伦多大学做访问学者，现担任中国科学院中国科学技术大学量子信息重点实验室主任、物理系教授；中国科学院方向性项目首席专家，国家科技部“973”项目“量子通信和量子信息技术”的首席科学家。2003年当选为中国科学院信息科学学部院士，2009年当选为第三世界科学院院士，并且为北京大学物理学院、中国科学院-北京大学超快光科学和激光联合中心双聘院士；华南师范大学双聘院士。郭光灿院士主要从事量子光学、量子密码、量子通信和量子计算的理论和实验研究。