上海理工大学科技成果——超分辨光学与光谱成像

超分辨成像之战——记上海理工大学成像光学研究所教授王海凤

盘系统、光学扫描系统成像的研究者之象以无限的倍率放大．直到能够被肉眼贝尔化学奖所说的荧光超分辨率显微技
一
。Leabharlann 经过严格的面试，他接收王海凤赴直接观测为止。不幸的是我们身处的术，实际上是指借助于光与物质相互作
荷兰进行博士后研究．参与欧洲第五框世界在本质上是量子世界，最终一切物用产生的奇特效应来突破光学衍射极
博士毕业前夕，出于对前沿技术的
从几何光学的角度看，通过合理设像技术 ” ，美国光学学会把它列为２１世
渴慕，王海凤主动联系了欧洲荷兰代尔计光学成像系统．光学显微镜具备实现纪光学五大研究计划之首．攻克它成为
１８７３年．德国科学家阿贝提出了衍较短的光束激发，然后发射出波长较长
迅速提升。２０１４年末，他作为高级研究射极限理论：光是一种电磁波，由于存的荧光。正如我们觉得暗夜中穿着荧光
夫特科技大学的布莱特教授。布莱特教任意放大倍率的能力。换言之，如果将了光学显微成像技术的一个重要挑战和
授是欧洲光学领域的权威专家、欧盟光光束的传播轨迹看成几何线条的话．利机遇。学协会的创始人之一，也是最早进行光用光学显微镜可以将任意小的待观测对王海凤为我们介绍到今年的诺

光学世界的奇妙博士生在光学领域的研究成果令人惊叹

光学世界的奇妙博士生在光学领域的研究成果令人惊叹光学世界的奇妙光学领域的研究成果令人惊叹光学是一门研究光的传播、反射、折射、干涉和衍射等现象的学科。

在这个广阔的领域中，许多博士生们积极探索，做出了让人惊叹的研究成果。

本文将为大家介绍几位在光学领域有突出贡献的博士生及其研究成果。

1. 张晶：用光驱动的纳米机器人光驱动纳米机器人是当前纳米技术领域的热点之一。

张晶博士在她的研究中，成功地制造出了一种能够通过光的照射来驱动的纳米机器人。

这些纳米机器人采用了特殊的光敏材料，当光照射到它们上面时，会产生特定的反应力，从而实现运动。

这些纳米机器人有很广阔的应用前景，可以用于微型药物输送、组织修复等方面，对医疗和生命科学领域具有重要意义。

2. 王帅：超材料在光学传感中的应用超材料是一种由人工制造的材料，具有优异的光学性能。

王帅博士致力于研究超材料在光学传感中的应用。

通过精确设计和制备超材料结构，他成功地实现了可调控光学传感器的性能和灵敏度。

这种新型的传感器在环境监测、生物医学、光通信等领域具有重要的应用潜力，并为相关技术的发展做出了突出贡献。

3. 李明：量子光学中的信息传输量子光学是一门研究光与物质相互作用中的量子效应的学科。

李明博士的研究课题是量子光学中的信息传输。

通过利用量子纠缠的特性，他成功地实现了量子信息的远距离传输。

这种新型的量子通信系统不仅具有高度的安全性，而且传输速度快，对未来的信息科学和通信技术发展具有重要的意义。

4. 张立：光学显微成像技术的突破光学显微成像技术是现代生物医学研究中的关键技术之一。

张立博士在他的研究中，成功地研发出一种高分辨率的光学显微成像系统。

通过结合超分辨率成像和光学投影技术，他取得了很大突破，使得细胞和组织的显微观察更加清晰和精确。

这种新型的光学显微成像技术在生命科学研究、疾病诊断和药物研发等领域有着广阔的应用前景。

5. 赵阳：光学计算的创新光学计算是一种利用光的性质进行信息处理和计算的技术。

上海理工大学科技成果——低维功能材料

上海理工大学科技成果——低维功能材料
一、碳纳米管阵列的制备及其应用研究
发展了水分辅助CVD生长高品质碳纳米管阵列的技术，可实现高纯度碳纳米管阵列的高效生长。

制备了碳纳米管阵列负载各种金属氧化物的纳米复合材料，并用于构建高性能的超级电容器。

碳纳米管阵列
超临界CO2处理流程
纳米颗粒碳纳米管复合材料TEM
电容器示意图
基于纳米颗粒碳纳米管复合材料的超级电容器电化学性能
二、垂直碳纳米管/聚合物复合纳滤膜的制备
发展了垂直碳纳米管/聚对二甲苯复合纳滤膜的制备技术，并对其气体及液体输运性能进行了系统研究。

碳纳米管阵列
高分子复合膜及气体渗透性能
三、纳米材料电催化性能研究
开发了多种结构的纳米复合催化材料，用于高性能的电解水制氢
电极材料。

MoS2纳米材料结构表征及其电催化性能
四、石墨烯增强金属基复合材料制备及性能研究
开展了石墨烯增强铝基复合材料制备及性能研究，已取得较好进展，制备出了强度优于铝金属的纳米复合材料。

球状铝粉颗粒（左）、片状铝粉颗粒（中）、氧化石墨烯（右）。

上海理工大学科技成果——微纳材料与器件研究

上海理工大学科技成果——微纳材料与器件研究一、基于金属氧化物的复合半导体光催化剂将纳米级尺寸石墨烯量子点修饰到超薄ZnO纳米片表面，同样可大大提高ZnO纳米片的光催化性能，结果如下图所示，这主要归因于石墨烯量子点与ZnO纳米片形成p-n结，促进光生载流子的分离效率。

图1 ZnO/GQDs复合光催化剂的SEM及TEM图图2 光催化剂降解染料活性对比图此外，将N掺杂石墨烯量子点与TiO2纳米片复合，构筑高效可见光催化剂，可应用于多种有机污染物的光催化降解。

图3-1 TiO2/GQDs复合光催化剂的TEM图图3-2 光催化降解多种染料的活性对比图二、基于半导体异质结概念，提出利用晶相共生现象可控合成异质结光催化材料基于半导体异质结概念，首次通过工艺简单，成本低廉熔融盐法合成一系列钽酸钙基半导体异质结复合材料，发现了两元及多元半导体复合物组分及其含量可通过改变前驱物比例简单调控，证明该异质结复合物晶相，组分变化与光催化制氢性能有着密切关系，阐明不同钽酸钙晶相界面异质结形成促进光生电荷有效分离机制，极大地提高光催化制氢性能。

图4 SrTa混相光催化剂的示意图及能带结构合成隧道结构型Sr2KNMO15（M=Nb,Ta,W,Mo等）纳米棒光催化材料。

首次研制钨青铜型Sr2KNb5O15和Sr2KTa5O15纳米棒隧道结构光催化材料，与国际标准品TiO2相比，这种独特的结构表现出了优异光催化制氢性能（分别提高6倍和10倍以上）；还发现这些隧道结构光催化材料具有良好的全分解水能力和Ni/NiO纳米粒子核壳结构助催化促进作用，并基于其均匀纳米棒形貌结构，找到了表面担载的Ni/NiO 纳米粒子核壳结构形成的强有力证据，并对其助催化全分解水可能机制给出了正确的解释。

三、基于纳米多孔材料的结构设计和表面修饰工程纳米多孔金属材料由于具有独特的三维、连续多孔结构，在超级电容器、催化和传感领域有潜在的应用价值。

以纳米多孔金、纳米多孔钛为基体材料，利用磁控溅射沉积、去合金法、电化学沉积等方法，在多孔结构表面沉积纳米一维和二维纳米材料如纳米氧化钛、纳米氧化锰等半导体材料以及石墨烯、石墨烯量子点、氮化碳等材料，制备出复合结构材料，以获得良好的储能、催化、传感性能。

光学工程学科介绍-光电信息与计算机工程学院-上海理工大学

仪器科学与技术学科介绍上海理工大学仪器科学与技术学科，已经历50余年的发展历程，具有相当深厚的专业技术基础。

学科早期发展，源于1960年隶属国家第一机械工业部时建立的机械制造业量仪专业。

1983年更名为精密仪器专业，1985年获测试计量技术与仪器硕士学位授予权，2005年获测试计量技术与仪器博士学位授予权，2008年被列为上海市教委重点学科。

代表性成果包括，为我国航天与国防工程配套的数字式激光自动跟踪瞄准仪、高精度光学分度头等项目曾获国家科技进步三等奖；为机械工业生产服务的位置度公差与检测研究及标准制定项目曾获国家科技进步二等奖；与德国联邦物理技术研究院（PTB）合作的纳微米精密测量溯源项目成果获中国、欧洲、美国三方专利授权。

为我国机械工业配套的大型设备安装距激光准直仪、数字式轴承自动检测仪等项目曾获机械科技进步二等奖。

学科带头人侯文玫教授，是国际知名学者。

1989获联邦德国洪堡研究基金，先后在联邦德国物理技术研究院(PTB)、瑞士联邦计量局任客籍研究员多年，1998年任德国物理仪器公司高级研究员，2005年任英国皇家物理学会应用物理学报编委（Journal of Physics D Applied Physics）；在可溯源微钠米测试技术、中大尺度微纳米测试技术、多自由度微纳米检测技术等方面位列国际先进。

其他主要骨干包括教授5名、副教授13名，具有博士学位人员达71%。

目前拥有实验室面积900余平方米，实验设备360台件，近三年科研经费达1300余万元。

本学科已经在微纳米精密测试技术与装置、工业光电在线检测技术与装置、汽车电子系统检测技术与装置、机加工在线检测技术与装置等研究方向形成优势与特色。

所聚焦的研究内容，既为上海市信息化建设、先进制造技术与装备等支柱产业发展所需，也是国家工业发展与国防建设不可缺少的相关技术。

微纳米精密测试技术与装置方向，在微纳米精密测量溯源、中大尺度微纳米检测技术、精密光学仪器与系统、六自由度纳米测试装置等方面，稳居国际先进水平。

上海理工大学科技成果——精准医疗

上海理工大学科技成果——精准医疗1、生物靶标光谱指纹识别在生物医学光学方面，本团队开展了基于低相干原理的检测技术在生物医学领域的应用，开展了低相干眼生物测量仪的研制；实现了工程样机的制备，技术成熟度7级；此设备可以开展眼轴长度，角膜曲率，角膜直径和前房深度的测量；还开展了低相干原理下的生物折射率研究，开展了液体，固体状态下的折射率测量，因为折射率与生物体的属性都有一定的相关性。

眼生物测量仪在肿瘤细胞检测，细菌分类等方面开展了基于显微后向散射的光谱识别研究；在肿瘤细胞上我们已经发表了一些代表性的论文，其中SCI二区论文一篇；其它SCI收录的论文3篇。

2、精准诊疗器械（1）高灵敏度检测纳米材料利用不同的高分子嵌段聚合物为模板，得到多孔及大孔的二氧化硅材料，分析化学中的应用主要集中在磁性核壳结构的多功能材料用于蛋白质组学分析。

（2）利用三嵌段聚合物合成具有光学性能的大孔二氧化硅材料该方法首次利用自组装的技术合成出大孔具有光学性能的二氧化硅材料，突破了用表面活性剂为模板很难合成出大孔径材料的瓶颈，并且由于材料本身规则的孔结构结合二氧化硅本身的折射率产生肉眼可见的颜色，该合成方法技术成熟，重复性好，具有可操作性，该材料在光学器皿元件上有潜在的应用价值。

大孔二氧化硅材料的光学图谱、SEM和TEM图谱（3）利用两嵌段聚合物PS-PAA合成介孔二氧化硅材料该方法合成的材料具有规则的孔隙结构，高度有序，合成条件温和简单，可操行强，重复性好，材料具有较大的比表面积，可用于多种功能化，进行药物释放等应用。

六方结构的二氧化硅材料的SEM和TEM图谱（4）利用具有磁性功能的核壳结构纳米材料进行糖基化肽和磷酸化肽富集该材料具有双功能基团，能同时富集糖肽和磷酸化肽，同时具有体积排阻的作用，该方法合成简便，重复性好，具有较好的富集效果。

核壳结构的磁性功能材料合成示意图生物染料对宏阵列检测能力的影响（5）基于“可视化抗原宏阵列杂交瘤快速筛选技术”抗体识别库建立及快速诊断团队通过十余年的技术攻关建立了拥有自主知识产权的“可视化抗原宏阵列杂交瘤快速筛选技术”，并依托此技术建立了主要人畜共患等病原微生物单克隆抗体识别库及快速检测产品，库容达到3000余株，获得专利授权30余项，为病原微生物的快速、精准检测奠定了基础。

基于随机采样的快速超分辨荧光成像技术研究及其样机实现

.86中国医疗器械信息 | China Medical Device Information行业报道Industry Report光学显微成像技术具有无损、非接触、高特异性、高灵敏、高活体友好以及能够提供功能信息等突出优点，在生物医学和材料科学领域有广泛的应用。

并且由于其具有三维层析成像能力，可借助荧光标记等其他技术手段对于样品内部的结构和生化反应进行针对性的观察，是获知生物体结构、形貌以及临床医学诊断等领域非常重要的工具。

近年来随着生命科学和临床医学的发展，迫切需要一种既具有纳米尺度的光学分辨本领，还可以连续监测生物大分子和细胞器微小结构、功能的演化，同时不影响生物体系生物活性的光学成像显微技术。

然而传统光学显微成像技术的空间分辨率受衍射极限的限制，无法做到小于200nm 分辨率，只能观测到微米至亚微米级的结构形貌。

为了突破光学显微成像技术的衍射极限，科学家不断地寻找新的方法来提高显微成像技术的分辨率。

1957年，Marvin Minsky 在哈佛大学最早提出了共聚焦（Confocal ）的概念，并对载物台扫描共聚焦显微镜申报了美国国家专利（US Pat. 3013467）。

1987年出现了第一台激光扫描共聚焦显微镜商业产品。

至此，共聚焦显微技术已基本发展到比较成熟的阶段。

然而，共焦显微镜的分辨率只是在宽场显微镜上提升约1.4倍，仍然不能突破光学衍射极限。

近年来，Stefan W. Hell 等人[1,2]提出的STED 和基态倒空（Ground state depletion ，GSD ）荧光成像技术，庄小威等人[3]提出的STORM 技术，Eric Betzig 等人[4]和Samuel T. Hess 等人[5]提出的光激活定位超分辨成像方法（Photo-activated localization microscopy ，PALM ），突破了光学衍射极限的限制，使光学显微镜的成像分辨能力提高到几十纳米。

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上海理工大学专业介绍：光学工程系学科
上海理工大学是我国最早从事光学工程高级人才培养的大学之一，光学工程学科源于1960年建立的“光学仪器”专业，1981年光学工程学科获硕士学位授予权，1998年获一级学科博士学位授予权，2001年被列为上海市教委重点学科，2005年被列为上海市重点学科，2007年被评为国家重点学科。

光学工程系学科介绍
上海理工大学是我国最早从事光学工程高级人才培养的大学之一，光学工程学科源于1960年建立的光学仪器专业，1981年光学工程学科获硕士学位授予权，1998年获一级学科博士学位授予权，2001年被列为上海市教委重点学科，2005年被列为上海市重点学科，2007年被评为国家重点学科（培育），同年设立光学工程博士后流动站。

建有教育部光学仪器与系统工程研究中心、机械工业光电精密测试技术重点实验室、上海市现代光学系统重点实验室、上海超精密光学加工与检测服务平台等国家和省部级科技平台，是中国仪器仪表学会理事长单位，国家光学仪器质量监督检验中心、全国光学和光子学标准化技术委员会挂靠单位。

同时还是中国光学学会工程光学专业委员会挂靠单位，中国仪器仪表学会光学仪器分会挂靠单位和中国仪器仪表行业协会光学仪器分会挂靠单位。

光学工程学科现有院士1人，长江学者2人，国家千人计划2人，教育部新世纪人才2人，上海市曙光学者4名，上海市科技启明星3人，教授20人（含博士生导师17人），具有博士学位的教师占90%。

近三年承接了国家973项目、863项目、国家科学仪器专项、国家自然科学基金重点及面上项目等国家级课题近二十项，纵向科研经费超过6000万元。

光电信息工程系重视产学研用结合，先后与美国。

上海理工大学科技成果汇总

上海理工大学科技成果汇编学校概况上海理工大学，坐落于上海市东北部，毗邻复兴岛。

绿树环抱，红墙晖映，是上海高校规模最大的市级优秀历史建筑群。

位于杨浦区的军工路校区，源于1906年创办的沪江大学；位于徐汇区的复兴路校区，源于1907年创办的上海德文医学堂。

1996年5月，华东工业大学(上海机械学院)与上海机械高等专科学校合并组建为上海理工大学。

1999年，上海光学仪器研究所并入学校。

2003年7月，上海医疗器械高等专科学校和上海出版印刷高等专科学校，划归上海理工大学管理。

植根于华夏民族文化沃土之上，吸纳了西方优秀文化元素的两个校区，曾孕育了19位中国科学院院士和中国工程院院士，也培育了一大批文化名人与社会活动家，其杰出代表有：雷洁琼、谢希德、徐志摩、李道豫、徐匡迪、孟建柱、黄奇帆、吕福源等。

学校现有专任教师1095人，其中教授121人，副教授245人，中国工程院院士5人，国家级教学名师1人，国务院学位委员会学科评议组成员1人，国家自然科学基金委员会学科评议组成员2人，国家级突出贡献专家6人，享有政府特殊津贴专家90人。

学校现设有16个学院，2个教学部，28个研究院、所。

在册本科生13158人、研究生1788人。

现有工、理、管、经、文等5大学科门类，19个专业类别，50个本科专业，2个博士后流动站，3个一级学科博士点，28个二级学科博士点(含自设)，11个一级学科硕士点，58个二级学科硕士点，10个工程硕士学位点和MBA工商管理硕士点。

学校以科研促教学和以科研服务社会，全年科研经费超过1亿元，科研项目包括“863”计划、“973”基础研究项目、国家自然科学基金等国家级重点项目，省部级科研攻关项目。

学校发扬中西合璧、海纳百川的办学传统，在最近20多年间，广泛参与国际间学术交流活动，与德国、美国、加拿大、日本、瑞士、俄罗斯、澳大利亚、爱尔兰和香港等国家及地区的10多所大学建立了校际合作关系。

与美国麻省理工学院斯隆管理学院、美国纽约雪城大学、美国纽约城市大学、德国汉堡应用科技大学、加拿大蒙特利尔大学合作建立13个合作办学项目。

上海理工大学科技成果——先进功能涂层材料

上海理工大学科技成果——先进功能涂层材料
成果简介：
团队开发了高硬度、高耐磨性、高热稳定性的各类硬质涂层材料，其中包括CrAlN、TiAlN等单层涂层、纳米多层涂层和纳米复合涂层。

研究开发的CrAlN涂层的硬度和弹性模量分别达到36.8GPa和459.5GPa，抗氧化温度达900℃，同时具有优异的耐磨性能，性能达到国外知名涂层公司同类产品水平。

开发的纳米多层涂层和纳米复合涂层，如CrAlN/ZrO2等纳米多层涂层和TiSiAlN、TiSiCN等纳米复合涂层，利用纳米结构产生的超硬效应，获得了接近50GPa的超高硬度，同时由于含有氧化物阻挡层，抑制了外界氧原子向涂层内部的扩散，使涂层抗氧化性能得到大幅提升。

开发的CrAlN/MoS2和NbN/WS2纳米多层涂层，不仅获得了超过40GPa的超高硬度，同时由于MoS2和WS2等减摩性能优异的掺入，使该涂层具有优异的自润滑性能。

上海理工大学科技成果——基于人工智能算法的电弧放电检测系统

上海理工大学科技成果——基于人工智能算法的电
弧放电检测系统
成果简介：
在串联回路中，当电弧或放电现象发生时，对电流进行频谱分析，根据电流的频谱特征变化来确定是否有电弧发生，提供预警信息或保护动作。

为了防止在开关的瞬间或受到其他脉冲电流的干扰造成电弧故障检测电路误动作，同时在频谱分析的基础上综合电弧时间长短等其他特性作为电弧故障的判据。

系统的硬件部分包含电流检测、滤波、故障特征提取等模块。

软件部分包含信号采集、信号处理、故障判别等模块，并综合时间等其他因素降低误报率，提高检测系统的可靠性。

在算法中，采用了人工智能算法以提高系统的适应性。

技术特点：
1、对故障电弧/放电现象的故障特征识别和提取。

2、人工智能算法在应用案例中的实现。

3、成功应用于光伏逆变器新能源行业，正在应用于汽车、高压双馈风机行业。

技术指标:
光伏逆变器系统串联电弧故障检出率大于99.9999%。

技术的成熟度：
掌握核心人工智能算法，完成功能样机。

已与两家世界500强企业展开依托该技术的项目合作，计划将该技术应用于未来的工业产品中。

成果的图片：
图基于人工智能算法的电弧放电检测系统。

上海理工大学科技成果——光电功能材料与器件

上海理工大学科技成果——光电功能材料与器件
代表性成果：
有机非线性光学纳米颗粒的制备、有机非线性光学纳米线的自组装、超宽频太赫兹完美吸收器、高保温内墙涂料（与多摩新材料科技有限公司合作）
成果简介：
1、有机非线性光学纳米颗粒，开发了一种基板支持快速蒸发结晶法，成功制备了单纳米尺寸的DAST纳米晶体，并显示出极好的荧光、二阶非线性特性
（DAST晶体具有极高的光学二阶非线性系数，在光学倍频、电光调制、超宽频太赫兹发生、荧光探针等多方面有着广阔的用途）。

2、有机非线性光学纳米线的自组装，在基板支持快速蒸发结晶法的基础上，提出了一种湿法退火自组装技术，对DAST等材料进行自组装，成功制备出毫米量级的纳米线，并且表面粗糙度达到但原子级别，在纳米线激光器的制备、集成光路的电光调制等方面极具应用前景。

3、超宽频太赫兹完美吸收器，基于有机-无机纳米复合材料制备了一种柔性的太赫兹完美吸收器，吸收频宽0.1-20THz，平均吸收率超过95%，工作频宽达到世界领先水平。

适用于太赫兹隐身、太赫兹黑体等设备的制备。

4、高保温内墙涂料，基于有机-无机纳米复合材料制备了一种可用于内墙批荡的高保温内墙涂料，经上海市建筑科学研究院有限公司，
上海建科检验有限公司鉴定，该材料的导热系数为0.038W/m/K（空气的导热系数为0.031W/m/K），相当于把建筑物至于一个空气隔层的保温瓶中，实现保温/保冷，起到节能减排的功效。

成果的图片：
单纳米尺度的DAST单晶的TEM图像
DAST微米/纳米线单晶的荧光显微图像
超宽频太赫兹完美吸收器的反射与吸收效果
高保温内墙涂料小样。

上海理工大学科技成果——纳米光子学

上海理工大学科技成果——纳米光子学代表性成果1：光频段反常多普勒效应的实验验证在负折射率材料中，由于介质折射率为负，多普勒频移在相对运动使波源和接收器之间的距离增加时蓝移，距离减小时红移，因此称为反常多普勒效应。

这一违反物理常识的效应最早由前苏联物理学家Veselago在1968年理论预言，但一直未得到直接的实验证实，只有在GHz和音频段的间接测量实验报道。

因为多普勒效应现象早已被广泛应用于工农业生产、医疗卫生、科技国防等等社会生活的许多方面，可以预见，反常多普勒效应的存在将会对这些应用领域带来根本性的影响。

另一方面，目前虽然在很多人工合成材料中观察到了负折射现象，但这并不能作为评判材料折射率为负的依据。

因为发生负折射现象不代表材料的折射率为负，例如全息光栅的衍射、光子晶体等频面形状的内凹等原因都会发生负折射现象，但此时材料折射率并不为负。

因此，反过来，反常多普勒效应的实验测量有力地证明了负折射率材料的存在，验证了相关理论的正确性，为后续工作铺平了道路。

光频段反常多普勒效应的实验验证。

反常多普勒效应的测量有两大难点，其一，要研究多普勒效应是否反常，光源与接受器需要置于介质中，而且要能够在介质中相对于介质运动。

与通常置于空气等介质中不同，将光源和探测器置于光子晶体介质内部，而且还能够相对于光子晶体介质运动，是难以做到的。

其二，由于光的频率太高，迄今尚无探测器可直接测量它的变化，因此目前实验上均采用探测测量频率f与光源频率f0之间差拍信号Δf=|f-f0|的方法。

而实际测量到的拍频信号始终为正，就是说即使发生了反常多普勒效应，也无法将它与正常多普勒效应区分开来，因此必须找到一个明确的判据来区分正常和反常多普勒效应。

上述两大难点是目前一直未有相关直接实验报道的原因。

为了解决这些问题，我们设计了新型的实验方法。

与通常用反射或散射光测量多普勒频移不同，我们利用透射光束来实现多普勒频移的测量。

通过巧妙设计光路，使二维光子晶体棱镜运动时透射光束光程发生变化，利用与双光束拍频干涉法，产生一个能够判断多普勒频移的正负特性的阈值。

上海理工大学科技成果——生物医学大数据

上海理工大学科技成果——生物医学大数据1、免疫诊治靶点抗原性预测本团队拥有生物信息学研究方向的成员，在致病微生物大数据处理方面具有扎实的理论基础与研究经验，善于利用生物信息学手段分析在人群中广泛流行的病原微生物，从而能够对疾病的防治起到预警作用。

其主要工作成果在于流感病毒重要抗原性位点筛选，流感病毒抗原性距离预测，流感病毒流行性监控以及有效疫苗株推荐等方面，具体阐述如下：（1）流感病毒重要抗原性位点筛选不同时期流感病毒血凝素蛋白上频繁突变的位点本工作首先对自1968年以来近五十年间的流行流感病毒株进行统计，分析了其主要抗原蛋白-血凝素蛋白上每个氨基酸位置的抗原性贡献度，并成功筛选出对抗原性漂移起关键作用的蛋白位点，为分析血凝素蛋白抗原性的差异提供了基础。

针对所筛选出的蛋白位点，进一步通过计算机模拟技术，实现对每个位置上氨基酸所经受的进化压力进行量化。

关键位点筛选各位点进化压力（2）流感病毒抗原性距离预测基于上述筛选的重要抗原性位点，构建生物信息学预测模型预测抗原性距离。

以重要抗原性位点为基础，通过整合抗原蛋白的序列特征与氨基酸所处空间三维结构特征，利用机器学习的算法，在训练集上总结抗原性改变的规律，成功构建了抗原性距离预测模型，能够实现对流感病毒快速高通量的抗原性分析。

通过与同类别计算模型进行比较，发现本模型在加入三维空间上局部微环境的理化性质后，在预测效果上能够达到明显的提升，具有敏感探测抗原性逃逸病毒株的优势，能够在病毒株开始发生抗原性改变时及时给予提醒。

2、预测微生物学与风险评估（1）预测微生物学建模技术及应用以肉类食品为主要基质，构建了单增李斯特菌、肠炎沙门氏菌、副溶血性弧菌、金黄色葡萄球菌、气单胞菌、生孢梭菌等主要致病菌或条件致病菌或研究替代菌的生长、残存、失活、损伤、修复等状态以及低温、酸化、渗透压、气调包装等环境条件下的动力学和概率模型，特别是通过生长模型探讨了在货架期预测方面的应用可能性，设计了电子TTI结构模式，并对冷冻损伤型的气单胞菌建立了适用的失活模型，初步探讨其冷冻损伤和修复机制，另外完善了两菌竞争拮抗建模理论（单增李斯特菌与植物乳杆菌、肠炎沙门氏菌与铜绿假单胞菌），构建了新型防腐剂（乳酸钠）结合热处理的肠炎沙门氏菌的预测模型。

实验产生超分辨光学聚焦暗斑

实验产生超分辨光学聚焦暗斑姜利平;刘玲玲;朱厚飞;王海凤【摘要】用二元相位器件调制角向偏振激光光束,然后用高数值孔径物镜聚焦,在实验上产生了一个超分辨光学聚焦暗斑.二元相位器件的调制作用是通过让角向偏振光束经一块刻有多环同心环状凹槽的玻璃基板实现的.用刀口法检测了焦点附近的3D光束分布特性,得到了尺寸是0.32λ且在4λ左右的长度内保持不变的超分辨暗斑.这样的光学聚焦暗斑可能会应用于超分辨显微技术和光学捕获.【期刊名称】《光学仪器》【年(卷),期】2016(038)001【总页数】5页(P31-34,40)【关键词】光学设计及制作;二元光学器件;光电探测器;偏振态【作者】姜利平;刘玲玲;朱厚飞;王海凤【作者单位】上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093;上海理工大学光电信息与计算机工程学院,上海200093【正文语种】中文【中图分类】O432引言超分辨聚焦光斑广泛应用于扫描光学显微技术。

在受激发射损耗(STED)显微镜[1-2]中既有聚焦亮光斑也有聚焦暗光斑,其中聚焦亮光斑用作显微镜中的激发光源,激发荧光分子;聚焦暗光斑用作显微镜中的抑制光源,抑制边缘荧光分子发射荧光,当二者结合在一起时便可得到纳米量级的有效光斑。

聚焦暗光斑的尺寸越小,有效光斑的尺寸也就越小。

对于聚焦亮光斑,研究最多的是径向偏振光束通过高数值孔径(NA)聚焦后得到超分辨的亮斑,尺寸接近衍射极限为0.36 λ[3-5]。

对于聚焦暗光斑的产生方法有很多,有径向偏振光加涡旋后聚焦或者圆偏振光加一阶或二阶涡旋后再聚焦得到,而效果相对较好的要数角向偏振光聚焦后得到的暗斑,目前理论计算达到的水平为半峰值全宽度(FWHM)为0.29 λ[6-7]。

为了减小有效光斑的尺寸并实现超分辨,单纯地靠角向偏振光束聚焦后得到的暗斑远远不够,需要对角向偏振光束的相位或振幅进行调节。

基于超表面的太赫兹复用成像

Vol. 42, No. 1February, 2020第42卷第1期2020年2月光学仪器OPTICAL INSTRUMENTS文章编号：1005-5630(2020)01-0040-06DOI: 10.3969/j.issn.l 005-5630.2020.01.007基于超表面的太赫兹复用成像徐巍伟12,臧小飞W（1.上海理工大学上海市现代光学系统重点实验室，上海200093；2.上海理工大学光电信息与计算机工程学院，上海200093）摘要：提出了一种基于单层超表面的太赫兹复用器件。

该器件基于PB （backpropagation ）相位理论、广义斯涅耳定律以及马吕斯定律，实现了空间分复用成像。

计算结果表明，所设计的器件能将一束线偏振入射光离轴出射，并产生多通道的复用图像。

该器件的研究对拓展THz 波段的高分辨成像、多通道信息传输等功能具有重要意义。

关键词：太赫兹波；超表面；复用成像中图分类号：0 436.3文献标志码：ATerahertz multiplexing imaging based on metasurfaceXU Weiwei 1,2, ZANG Xiaofei 1,2(1. Shanghai Key Laboratory of Modem Optical System, University of Shanghai forScience and Technology, Shanghai 200093, China;2. School of Optical-Electrical and Computer Engineering, University of Shanghai forScience and Technology, Shanghai 200093, China)Abstract: In this paper, we proposed a terahertz multiplexing imaging device based on single-layermetasurface. The spatial multiplexing imaging is realized using the PB (back propagation) phasetheory, generalized Snell's law and Marius law. The corresponding calculation results show that our device can generate multi-channel images when illuminated with linearly polarized light. Theproposed device may have potential applications in high-resolution imaging, multi-channelinformation transmission and so on.Keywords: terahertz ； metasurface; multiplexing imaging收稿日期：2019-04-14基金项目：国家自然科学基金（61871268）;国家重点研发计划（2017YFA0701005）作者简介：徐巍伟（1993—）,男，硕士研究生，研究方向为太赫兹超表面器件。

一种超分辨快速扫描的相干拉曼散射成像方法[发明专利]

专利名称：一种超分辨快速扫描的相干拉曼散射成像方法专利类型：发明专利
发明人：曾和平,杨康文,陈旭
申请号：CN201910983122.X
申请日：20191016
公开号：CN110646402A
公开日：
20200103
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明公开了一种超分辨快速扫描的相干拉曼散射成像方法，其特点是采用DOE与色散元件组成的衍射光学器件组将聚焦到显微物镜上的单束光斑进行不同角度的偏折后为多个1xN光斑入射在生物样品上，激发更小生物分子的反斯托克斯光经聚光、滤波后由探测器进行采集，实现超分辨快速扫描的相干拉曼散射成像。

本发明与现有技术相比具有将单束光斑变为多束光斑，减少了行扫描时间，调节两束光的重合面积为切入点，使更小尺寸的生物分子被激发出反斯托克斯光，极大地提高了CARS显微成像的分辨率和振镜扫描效率，使更小尺寸的生物分子被激发出反斯托克斯光，极大提高了振镜扫描效率，实现超高分辨率的CARS显微成像。

申请人：华东师范大学重庆研究院,华东师范大学,上海理工大学
地址：401123 重庆市渝北区卉竹路2号1号楼1-2层1、2号房
国籍：CN
代理机构：上海蓝迪专利商标事务所(普通合伙)
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