我实验室多名成员参加光学工程前沿交叉科学大会并作报告

2023年5月12日-14日，首届光学工程前沿交叉科学大会于美丽的星城——长沙顺利召开。本届大会由中国光学工程学会主办，国防科技大学前沿交叉学科学院协办，清华大学、南京理工大学、天津大学、中科院长春光机所、中科院光电所等22家大学和科研院所联办，长沙市科学技术协会也给予了本届大会大力支持。

本届大会主题为“交叉赋能，光耀未来”。会议期间开展了丰富多彩的交流活动，包括大会主旨报告、专题研讨、专家讲座、产业论坛、海报交流、期刊见面会和编委会、光电仪器展等。来自高校、研究院所、重点实验室、企业等150余家单位的600多位光学工程领域知名专家和学者参加了本届大会。

图1 首届光学工程前沿交叉科学大会部分参会嘉宾合影

大会开幕式由清华大学孙洪波教授主持，中国工程院吕跃广院士和国防科技大学陈金宝副校长分别致辞。两位专家就光学工程的发展做出了回顾与展望，表达了对与会专家学者的热烈欢迎。

图2 中国工程院吕跃广院士致辞

图3 国防科技大学陈金宝副校长致辞

作为《红外与激光工程》50周年刊庆活动的延续，大会开幕式上举办了刊庆颁奖典礼。此外，大会组委会特为14位对本届大会组织做出突出贡献的主席和专家老师颁发了“光学工程前沿交叉科学大会”优秀组织奖。我实验室学术带头人左超教授荣获“创刊50周年突出贡献奖”和“光学工程前沿交叉科学大会”优秀组织奖。

图4《红外与激光工程》颁奖典礼（左二为左超教授）

我实验室左超教授、冯世杰副教授、胡岩副教授、李加基博士后、博士生王博文受邀出席会议并作专题报告，范瑶博士后作口头报告。此外，我实验室博士生李晟、周顺、束业峰、管海涛分别在大会中作了快闪报告，我实验室硕士生金瑶同学在大会中进行了海报展示。

左超教授以“深度学习赋能高速结构光投影三维成像”为题，深入讨论了基于结构光投影的高速三维成像技术，并展示了我实验室基于深度学习的高速结构光三维成像技术的最新成果，最后，左超教授展望了深度学习在光学计量中面临的挑战与其未来的发展方向，相信借助于深度学习，能够有力推动光学计量领域向着“智能化”方向进一步迈进。

图5 我实验室左超教授作“深度学习赋能高速结构光投影三维成像”报告

冯世杰副教授以“当人工智能遇上结构光三维成像”为题，简要介绍了结构光三维成像的基本理论，并举例分析了基于深度学习的条纹图像分析、相位展开、散斑图像相关、不确定度估计等若干研究。最后，冯世杰副教授总结在运用深度学习技术后，基于物理模型的传统结构光三维成技术不仅可以转变成为一种基于数据驱动的新型成像技术，也将在多个方面展现出超越传统算法的潜力。

图6 我实验室冯世杰副教授作“当人工智能遇上结构光三维成像”报告

胡岩副教授以“实时高精度结构光三维测量与成像方法及其应用”为题，介绍了三维成像技术在工业加工检测、游戏交互、虚拟现实等领域的广泛应用，并指出了其依旧存在的问题，比如微小尺寸工业零件检测、高亮度金属表边形态表征、快速完成的全方位三维结构获取。

图7 我实验室胡岩副教授作“实时高精度结构光三维测量与成像方法及其应用”报告

李加基博士后的报告题目为“基于非干涉三维合成孔径的光强传输衍射层析显微”。他介绍了非干涉合成孔径光强传输衍射层析技术，并基于此理论框架提出了基于“三维光强传输”的非干涉合成孔径的光学衍射层析方法，打破了传统基于非对称照明的二维定量相位成像与衍射层析技术中的“匹配照明”，在活细胞动态成像方面具有广泛应用前景。

图8 我实验室李加基博士后作“基于非干涉三维合成孔径的光强传输衍射层析显微”报告

博士生王博文以“基于编码孔径的远场超分辨成像探测技术应用与研究”为题，介绍了其在被动远场计算光电探测方面的最新研究进展。针对探测器空间采样不足造成的图像像素混叠应用瓶颈，从“编码、混叠、采样”正向建模过程出发，王博文提出了基于“孔径编码”超像素分辨成像探测的新构想，此方案将为实现实时、各向同性、大幅度分辨率提升的像素超分辨提供崭新思路。

图9 我实验室博士生王博文作“基于编码孔径的远场超分辨成像探测技术应用与研究”报告

范瑶博士后的报告题目为“Efficient Synthetic Aperture for Phaseless Fourier PtychographicMicroscopy with Hybrid Coherent and Incoherent Illumination”。她提出了一种全新的高效合成孔径傅里叶叠层显微成像技术（ESA-FPM）。该技术通过建立非相干（明场）和相干（暗场）混合照明策略，实现了所见报道中的最高时空带宽积，有望革新病理诊断现有图像获取方式。

图10 我实验室范瑶博士后作“Efficient Synthetic Aperture for Phaseless Fourier Ptychographic Microscopy with Hybrid Coherent and Incoherent Illumination”报告

博士生李晟以“Visible imaging forhigh-speed moving targets via synthetic aperture”为题，提到应用于非干涉的激光合成孔径技术中一直存在高重叠率、短成像距离等挑战，并提出以单次拍摄实现远场目标的高分辨、高信噪比成像，有望为快帧率高分辨成像技术开辟新的途径。

图11 我实验室博士生李晟作“Visible imagingfor high-speed moving targets via synthetic aperture”报告

博士生周顺以“Transport-of-intensity Fourier ptychographic diffraction tomography”为题，介绍了无标记非干涉光学衍射层析最新研究进展，展示了通过结合傅里叶叠层的角度多样性以及额外的光强传输测量，克服了传统方法由于照明条件不匹配所引起的重建质量下降和折射率低估问题。该技术可使高数值孔径成像系统下的高精度非干涉光学衍射层析成为可能。

图12 我实验室博士生周顺作“Transport-of-intensityFourier ptychographic diffraction tomography”报告

博士生束业峰以“基于傅里叶叠层显微镜的高时空分辨亚细胞动力学成像”为题，讨论了傅里叶叠层成像技术对细胞器进行高时空分辨的定量相位成像所存在的问题及解决方法，通过实验结果表明基于傅里叶叠层的计算定量相位成像方法在生物医学领域具有广阔的应用前景。

图13 我实验室博士生束业峰作“基于傅里叶叠层显微镜的高时空分辨亚细胞动力学成像”报告

博士生管海涛以“Super-resolution imaging based on incoherent synthetic aperture”为题作报告，他从技术背景、基本原理等角度介绍了实验室在相关方面的工作。报告详细介绍了所提出方法的成像机理，演示了所提出成像方法的成像过程，并展示了目前的实验结果。最终，他对相关工作进行总结，展望了该技术未来的发展与应用。

图14 我实验室博士生管海涛作“Super-resolutionimaging based on incoherent synthetic aperture”报告

实验室硕士生金瑶参加了学术海报交流，他的海报以“Impact of boundaryconditions on accuracy of quantitative phase imaging”为题，展示了基于FPM的定量相位成像在不同边界条件下的结果，讨论了数据冗余度对相位重构边界伪影的作用，并对其工作进行了总结。

图15 我实验室硕士生金瑶的学术海报“Impact ofboundary conditions on accuracy of quantitative phase imaging”

大会设置了最佳优秀报告评选，经过激烈角逐，从接近百场报告中产生了最佳优秀报告10项，我实验室博士生李晟所作的报告“Visible imaging forhigh-speed moving targets via synthetic aperture”荣获本届大会最佳口头报告奖。

图16 我实验室博士生李晟（左三）荣获本届大会最佳口头报告奖

13日晚，主席团联席会以及《红外与激光工程》期刊编委工作会顺利召开，我实验室左超教授（现任《红外与激光工程》青年编委）出席。大家针对“光学工程前沿交叉”定位、领域、活动形式开展了广泛讨论，并从不同角度就如何提高稿件质量、扩大期刊影响力展开探讨，为期刊未来发展方向与工作思路提出意见与建议，加快期刊国际化进程。

图17 我实验室左超教授（一排左三）参加主席团联席会以及《红外与激光工程》期刊编委工作会

近年来，光学与光子学、微电子学、材料、化学、人工智能、生命科学等多学科融合发展，从学科交叉中不断产生新理论、新方法和新技术，促进了光学技术和光电子器件地快速发展及其在相关领域中的广泛应用。为适应科学发展的态势，国家自然科学基金委和教育部也分别成立了交叉科学部和设立交叉学科门类，体现出国家对交叉学科发展研究与人才培养的重视。本届“光学工程前沿交叉科学大会”的召开，成功提升了光学工程及交叉学科服务于科技前沿探索、国家战略需求和经济社会发展的能力，促进了我国光学工程学科及相关交叉领域科学与技术进步，培养了新兴领域领军人才，有助于推进我国光学工程学科交叉进一步引领世界光学发展方向。

来源 | SCILab

文字 | 管海涛、孙菲

图片 | 管海涛、孙菲