全息光学的发展和应用

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1、HololabatTsinghua光电技术前沿系列讲座Prof.GuofanJin(金国藩)全息技术的发展和应用Prof.QingshengHe(何庆声)DevelopmentsandApplicationsofHolographyDr.LiangcaiCao(曹良才)曹良才Cao,Liangcai清华大学精密仪器系清华大学光电工程研究所精密测试技术及仪器国家重点实验室2013年6月17日北京2/133Hololab’smissionResearchGroupMembersHolographictechnology1PostDoctorat

2、e,5Ph.Dcandidates,4masterstudentsVolumeHolographicOpticalStorageVolumeHolographicOpticalComputingVolumeHolographic3DDisplayHaoZhangTianZhaoChengmingyueLiYaoYiTianxiangZhengYanZhaoJingmingLiTingLiJinqiuLiuZhengWang3/13334/133提纲信息技术信息光学漫谈信息技术指主要用于管理和处理信息所采用的各种技术的总称。全息技术概述信

3、息技术主要包括：全息三维显示技术信息的处理（CPU）信息的记录（硬盘、光盘、U盘）全息数字存储技术信息的传输（数据线）全息图像处理技术信息的显示（显示器）总结5/1336/1331光信息科学与技术光学在信息技术中的应用光信息科学与技术是研究光子的产生、传输、控制、探测、信息采集（照相机、摄像机等图像传感器）存储与处理的科学。日趋成熟信息传输（光纤通讯、空间光传输等）是继微电子技术之后，近几年发展迅速的一门新兴技术。信息显示（液晶显示LCD、3D显示等）方兴未艾光子和电子相比，具有信息承载能力强，传输速率高等突信息存储（光

4、盘、多维光存储等）出优点。光子作为信息载体和能量载体的优越性引起了光学领域的深刻变化，促进了高等教育中相关专业的改革和信息处理（光计算、硅基光子芯片等）萌芽阶段发展。2000年全国设置“光信息科学与技术”专业的高校仅有信息光学是光学技术和信息技术的结合，光学技术对信息14所，现在已经有约100所高校。的采集、存储、传输、处理和显示非常重要，而同时利用信息技术可以大力推动光学技术的发展与变革。以诺贝尔奖为例。7/1338/133诺贝尔奖（1）当前杰出的华人科学家为了提高显微镜的观察能力，1935年泽尼克(Zernike)发明http://z

5、huang.harvard.edu/了相衬显微术并且第一次成功地观察到微小的相位物体－细菌，极大地推动了光学信息处理技术的发展。1953年泽尼克获得了诺贝尔物理学奖。光学显微成像分辨率仍然是目前科学研究的一个热点，值9/133得大家去研究和探讨。10/133STORM技术当前杰出的华人科学家OpticalmicroscopyisoneofthemostwidelyusedimagingmethodsinK.Xu,G.Zhong,X.Zhuang,"Actin,spectrinandassociatedproteinsformaperiodic

6、cytoskeletonstructureinaxons",Science339,452-456(2013)biomedicalresearch.Severaladvantagesmakelightmicroscopyaparticularlypowerfultoolforcell,tissueandanimalimaging.TheseincludeJ.Vaughan,S.Jia,X.Zhuang,"Ultra-brightPhotoactivatableFluorophoresCreatedbyReductivetheexquisitemole

7、cularspecificity,therelativelyfasttimeresolutionandtheCaging",NatureMethods9,1181-1184(2012)non-invasiveimagingnature.However,thespatialresolutionoffar-fieldS-H.Shim,C.Xia,G.Zhong,H.P.Babcock,J.C.Vaughan,B.Huang,X.Wang,C.Xu,G-Q.Bi,X.opticalmicroscopy,classicallylimitedbythedif

8、fractionoflighttoafewZhuang"Super-resolutionFluorescen