1、超分辨光学成像

致力于提升现有光学显微技术成像分辨率、成像速度以及成像维度，研究团队创新性地提出了一系列新理论、新方法以及新技术。发明了包括基于数字微镜器件（DMD）调制光场的结构光照明显微（D-SIM）等多种新型显微技术，其中D-SIM的空间分辨率达到90nm，为国际同类技术的最好水平。相关成果已授权发明专利 9 项，授权美国专利1项。研究团队与多家国内外研究单位开展了合作研究并研制样机，获得一些重要科学发现。这些科研单位包括第四军医大学（现空军军医大学）、中国科学院动物研究所、中科院古脊椎动物与古人类研究所、美国纽约州立大学布法罗分校、德国康斯坦茨大学等。

囊泡与高尔基体的动态作用                                  线粒体的演化过程        

2、高速彩色三维成像

生物体表面色彩的不同色相、饱和度和明度在很大程度上反映了其微观结构和光学性质的不同。以激光共聚焦扫描显微镜为代表的点扫描显微成像技术具有三维层析成像能力，然点扫描显微成像技术的颜色通道十分有限，通常仅有三至四个，不能反映样品的全部色彩信息。研究团队开发了三维多视场数据自适应融合技术，该技术是目前唯一的将高分辨、三维、大视场、彩色、定量和快速六大成像要素集为一体的光学显微成像技术。最大三维光切片速度100fps@1024×1024pixels，远高于市场上主流高速转盘式共聚焦显微镜（15fps@1024×1024pixels，奥林巴斯SpinSR10）。

图2两种中华虎甲的三维成像结果。(a) 虎甲1的最大值投影图,其三维成像体积约为18.7 × 9.4 × 7.0 mm3。(b)图(a)中红色方框内区域进行成像的最大值投影结果。(c) 图(b)的三维形貌信息。(d) 图(c)中蓝色曲线所经过的复眼的三维轮廓曲线。(e) 虎甲2的最大值投影,其三维成像体积约为19.5 × 8.3 × 6.6 mm3。(f)图(e) 中红色方框内区域进行成像的最大值投影结果。(g) 图(f)的三维形貌信息。(h) 图(g)中蓝色曲线所经过的复眼的轮廓曲线。

3、光学捕获

光学捕获（Optical trapping）利用光与物质相互作用过程中的动量传递来实现对微观粒子的非机械接触式的无损高精度操控，自发明以来已被广泛应用于各种微观领域的研究。但是它的发展仍然面临着一些突出的问题，包括如何捕获更小的粒子、如何增加操控范围等。围绕这些问题，研究团队从理论和实验两方面开展了具有特殊空间分布（振幅、相位和偏振）的光场与微粒相互作用的研究工作，在全息光镊技术及其应用、特殊光场的优化、表征以及微粒捕获等方面进行了深入的研究。设计了多功能光学微操纵仪并成功投放于市场。目前已出售至包括多伦多大学、香港城市大学、哈尔滨工业大学、华侨大学、内蒙古大学、温州大学、贵州大学、燕山大学、青岛大学、青岛科技大学等多家科研单位16套。

 三维空间操控多个粒子