匡翠方 浙江大学光电科学与工程学院教授

匡翠方，现任浙江大学光电科学与工程学院教授。

教育及工作经历：

2010.03 - 至今：      浙江大学 光电系 光电工程研究所

2014.09- 2015.09：  美国麻省理工学院（MIT)     访问

2012.07- 2012.08 ： 台湾阳明大学   访问   

2008.02 - 2010.02： University of South Carolina   机械工程系 博士后 

2007.06 - 2008.01： 北京理工大学   光电系 博士后 

2006.01 - 2006.07： University of Michigan   机械工程系   交流 

2003.09 - 2007.04： 北京交通大学   物理系  博士生

主讲课程：

《光电检测技术及系统》是一门实用性、实践性很强的光电类专业必修课，涉及光学、电子学、光与物质的相互作用等领域。本课程主要讲述典型光电检测系统的原理、组成、光电检测系统常用的光源、探测器、光电信号处理技术与方法等，配合理论课程还有部分实验。本门课程所讲述的知识在学生的后续科研工作中“使用率”很高，因此是一门较为关键的实用性课程。

教学表彰/奖励： 

浙江省高校第七届青年教师教学技能竞赛     优秀奖  浙江省教育厅  2012

光电系青年教师技能比赛  一等奖   光电系   2012

指导的毕业论文获“浙江大学百篇特优毕业论文”  浙江大学本科生院  2012

课程号：11120750   学分：2.5   课程网站：http://opt.zju.edu.cn/gdjc/

招生信息：

我们长期接收博士后、博士及硕士，对超分辨光学成像、超分辨光刻、超精密光学检测等领域感兴趣的学生请将自己的简历发送至cfkuang@zju.edu.cn。 

校内本科生如对我们组的研究感兴趣，希望申报参与SRTP、省创、国创或其他比赛项目，也欢迎联系匡翠方教授。

研究方向：

超分辨技术：该方向主要进行超分辨技术的相关理论和实验技术的研究，主要研究领域包括超分辨显微成像技术、光电检测技术与超分辨激光直写光刻技术等。  

超分辨显微成像：主要进行基于荧光（非线性）、非线性以及表面波移频等机理的超分辨显微成像的研究，其中还涉及高数值孔径下的矢量光场调控等相关方向的研究

超分辨激光直写光刻：主要进行基于光与物质非线性相互作用的超分辨激光直写光刻技术研究，其中还涉及高通量激光直写技术、光刻胶与微纳光学器件应用等方向的研究。

研究项目：

1、国家自然科学基金青年科学基金项目A类，62125504，2022/1-2026/12，项目负责人。

2、浙江省自然科学基金重点项目，LZ25F050004，2025/1-2027/12，项目负责人。

3、国家重点研发计划，2021YFF0502703，2022/4-2026/3，子课题负责人。

4、浙江省自然科学基金重大项目，D21F050003，2021/1-2023/12，项目负责人。

5、浙江省““万人计划”科技创新领军人才，2020R52001，2021/01-2023/12，项目负责人。

6、之江实验室科研攻关-重大项目，2020MC0AE01，2020/01-2023/6，项目负责人。

7、国家自然基金委重大仪器专项，61827825，2019/01-2023/12，项目负责人。

8、科技部重大仪器专项课题， 2016YFF0101400，2016/01-2020/12， 课题负责人。

9、科技部重大仪器专项子课题， 2017YFC0110303，2017/01-2021/12，子课题负责人。

10、国家自然基金重点项目子课题，61335003，2014/01-2018/12，子课题负责人。

11、国家自然基金面上项目，61378051，2014/01-2017/12，项目负责人。

12、国家自然青年科学基金，61205160，2013/01-2015/12，项目负责人。

13、国家“973”基础研究子课题，2013CB328800，2013/01-2017/12，子课题负责人。

14、国家“973”基础研究子课题，2015CB352003，2015/01-2019/12，子课题负责人。

15、浙江省杰出青年基金，LR16F050001，项目负责人。

16、浙江省“钱江人才计划”，2011R10010，2011/08-2013/07，项目负责人。

17、教育部博士点基金，20110101120061，基于点扩散函数工程的超分辨荧光显微方法的研究，2012.01-2014.12，已结题，主持。

18、现代光学仪器国家重点实验室自立项项目，超分辨下荧光多功能同时成像方法与系统，2012/01-2013/12，已结题，主持。

19、浙江大学基本科研业务费专项资金-科研发展专项，亚百纳米分辨显微成像方法与技术的研究，2012/03-2012/12，已结题，主持。

20、浙江省教育厅基金，Y201009976，横向差分超分辨显微技术研究，2011/01-2012/12，已结题，主持。

21、浙江省自然科学基金，Y1100408，三轴光学准直方法与系统，2010/06-2012/06, 已结题，主持。

22、现代光学仪器国家重点实验室自立项项目，基于微纳结构受激发射损耗超分辨率荧光显微方法，2010/03-2012/03，已结题，主持。

23、浙江大学紫金计划项目，2011/01-2012/12，已结题，主持。

24、浙江大学基本科研业务费专项资金-青年科研创新专项，2010QNA5035，基于柱状矢量偏振的受激发射损耗显微技术研究，2010/08-2011/12，已结题，主持。

制定标准：

1 显微镜 物镜 即将实施 GB/T 2609-2026 2026-10-26 国家标准

2 显微镜 目镜 即将实施 GB/T 9246-2026 2026-10-26 国家标准

发明授权： 

[1]匡翠方, 孙伯文, 陈天航, 温积森, 苏晨怡, 刘旭. 基于AI驱动优化的多点阵计算光刻系统自校正方法和装置[P]. 浙江省: CN121596680B, 2026-10-23.

[2]夏贤梦, 匡翠方, 曹春, 沈小明, 邱毅伟, 关玲玲, 李佳伟, 赖慧颖, 马鹏程, 付欢, 庞茂璋, 马致远, 王宵冰. 一种激光直写高速高精度铜基光刻胶及其半导体图案化方法[P]. 浙江省: CN116719208B, 2026-10-13.

[3]李佳伟, 匡翠方, 曹春, 邱毅伟, 关玲玲, 沈小明, 赖慧颖, 夏贤梦, 马鹏程, 付欢, 庞茂璋, 王宵冰, 马致远, 钱全立. 可调折射率的含有杂多酸的激光直写光刻胶的制备以及基于该光刻胶的图案化方法[P]. 浙江省: CN116719207B, 2026-10-09.

[4]匡翠方, 刘嘉轩, 孙伯文, 温积森, 罗梦迪, 刘旭. 一种基于深紫外光源的高通量激光直写系统和方法[P]. 浙江省: CN121432809B, 2026-10-09.

[5]匡翠方, 孙伯文, 温积森, 苏晨怡, 陈天航, 罗梦迪. 一种高保真三维双光子激光直写方法[P]. 浙江省: CN122431062B, 2026-10-09.

[6]匡翠方, 何辰颖, 潘聂, 孙小凡, 詹政以, 刘旭. 基于衍射测量的空间光调制器像素级相位响应标定方法及装置[P]. 浙江省: CN122345474B, 2026-09-29.

[7]吕雄涛, 胡慧琴, 杨青, 匡翠方, 刘旭. 一种基于声光调制的面阵相机双光梳下采样方法和系统[P]. 浙江省: CN121113905B, 2026-09-25.

[8]匡翠方, 李亦辰, 孙伯文, 温积森, 罗梦迪, 刘旭. 一种基于超构表面的高通量超分辨激光直写装置及方法[P]. 浙江省: CN121704140B, 2026-09-18.

[9]庞茂璋, 匡翠方, 曹春, 邱毅伟, 沈小明, 夏贤梦, 赖慧颖, 关玲玲, 李佳伟, 马鹏程, 付欢, 王宵冰, 马致远, 钱全立, 刘旭. 一种飞秒激光直写光刻胶及其在制备硅纳米图案中的应用[P]. 浙江省: CN116974143B, 2026-09-11.

[10]杨思恒, 刘文杰, 张祖鑫, 王权, 王瑾, 陈勰宇, 周楠, 董建杰, 匡翠方. 一种应用于非荧光多颗粒分辨的显微成像系统与方法[P]. 浙江省: CN116859570B, 2026-09-11.

[11]匡翠方, 刘嘉轩, 温积森, 罗梦迪, 刘旭. 一种基于迈克尔逊干涉仪的动态干涉定焦方法和系统[P]. 浙江省: CN121680007B, 2026-09-04.

[12]匡翠方, 关玲玲, 曹春, 邱毅伟, 李佳伟, 赖慧颖, 付欢, 刘旭. 一种提高飞秒激光光刻胶力学性能的方法及甲基九氟丁醚作为飞秒激光光刻胶显影剂的应用[P]. 浙江省: CN116699950B, 2026-09-04.

[13]匡翠方, 邱毅伟, 庞茂璋, 曹春, 沈小明, 詹刚垚, 关玲玲, 李佳伟, 钱全立, 孙秋媛, 赖慧颖, 付欢, 马鹏程, 夏贤梦, 刘旭. 一种具有高精度和低表面粗糙度的飞秒激光直写光刻胶及其应用[P]. 浙江省: CN116449648B, 2026-09-04.

[14]匡翠方, 何恩兴, 朱弘飞, 孙逸乐, 尹禄, 刘旭. 一种基于原位点扩散函数和条纹照明的多模态单分子定位方法及系统[P]. 浙江省: CN122415717B, 2026-09-01.

[15]匡翠方, 彭伏平, 丁晨良, 孙琦, 樊吴申, 温积森. 一种基于共焦光路像素差分的焦面检测方法及装置[P]. 浙江省: CN115826214B, 2026-08-11.

[16]杨顺华, 匡翠方, 苏晨怡, 丁晨良, 杨臻垚, 樊吴申, 刘旭. 微透镜的灰度刻写方法、装置、计算机设备以及存储介质[P]. 浙江省: CN117310850B, 2026-08-04.

[17]匡翠方, 孙伯文, 苏晨怡, 温积森, 陈天航, 刘旭. 一种高通量多点阵双光子激光直写系统和方法[P]. 浙江省: CN121325522B, 2026-07-31.

[18]马程鹏, 匡翠方, 徐良, 丁晨良, 魏震. 分光检测系统和光束指向检测与稳定系统[P]. 浙江省: CN116754066B, 2026-07-28.

[19]匡翠方, 甘艳红, 王子昂, 崔志英, 刘旭, 刘向东. 一种基于振镜扫描的晶格光片显微成像方法和装置[P]. 浙江省: CN116465868B, 2026-07-17.

[20]崔志英, 邢燚, 陈友华, 毛昊阳, 邱元芳, 匡翠方. 一种超分辨共焦显微成像系统[P]. 浙江省: CN120869968B, 2026-07-17.

[21]李传康, 童骏毅, 肖安萍, 徐月暑, 匡翠方, 陈达如. 一种基于多通道调制解调的超分辨显微成像方法[P]. 浙江省: CN122130608B, 2026-07-17.

[22]匡翠方, 王洪庆, 贾天浩, 杨臻垚, 刘旭. 矢量三维灰度激光直写光刻方法、装置及系统[P]. 浙江省: CN116661253B, 2026-07-14.

[23]詹刚垚, 匡翠方, 温积森, 罗梦迪, 朱大钊, 邱毅伟. 双光子刻写功率补偿模板构建方法及刻写功率调节方法[P]. 浙江省: CN116974155B, 2026-07-14.

[24]卞殷旭, 孙伯文, 匡翠方, 卢俊一, 潘杭凯, 刘旭, 李海峰. 一种大面积相位型计算全息图的制备系统和制备方法[P]. 浙江省: CN117784532B, 2026-07-03.

[25]李传康, 邓金鹏, 王魁, 卢禹先, 陈达如, 徐月暑, 匡翠方. 基于可编程点扩展函数的大景深实时漂移校正方法和系统[P]. 浙江省: CN121740758B, 2026-06-26.

[26]沈小明, 匡翠方, 马致远, 付欢, 马鹏程, 王宵冰, 刘锡, 汤孟博, 庞茂璋, 赖慧颖, 钱全立. 一种基于马来酰亚胺的自引发双光子光刻胶及其制备和图案化方法[P]. 浙江省: CN116719209B, 2026-06-23.

[27]张娜, 孙琦, 罗昊, 朱大钊, 匡翠方. 基于色散补偿的光纤传输激光直写光刻系统[P]. 浙江省: CN117539129B, 2026-06-19.

[28]孙琦, 罗昊, 张娜, 孙秋媛, 匡翠方. 光纤激光直写系统和光纤激光直写方法[P]. 浙江省: CN117518745B, 2026-06-19.

[29]匡翠方, 赖慧颖, 曹春, 付欢, 马致远, 沈小明, 马鹏程, 关玲玲, 李佳伟, 刘旭. 基于三元聚合物的阳离子型双光子光刻胶及其图案化方法[P]. 浙江省: CN116577964B, 2026-06-19.

[30]匡翠方, 叶子桐, 刘文杰, 陈友华, 刘旭. 一种基于物理先验深度学习的荧光显微分辨率提升方法[P]. 浙江省: CN117011133B, 2026-06-12.

[31]周毅铖, 徐月暑, 匡翠方, 杨宗明, 吴松, 徐良. 针对转镜的图像畸变的校正方法和装置[P]. 浙江省: CN121804828B, 2026-06-09.

[32]徐月暑, 赵洋, 匡翠方, 徐良, 刘旭. 基于圆采样函数分解叠加瞳移矩阵的光刻仿真方法及系统[P]. 浙江省: CN119596647B, 2026-06-09.

[33]徐月暑, 匡翠方, 曹雯, 陶思玮, 柏凌, 田宗翰, 刘旭. 基于分布式多通道并行探测的非视域成像系统[P]. 浙江省: CN115856833B, 2026-06-02.

[34]包宜骏, 杨浩彬, 匡翠方. 基于物理信息神经网络的X射线小角散射图样重构方法[P]. 浙江省: CN121788724B, 2026-05-26.

[35]付欢, 曹春, 匡翠方, 沈小明, 马鹏程, 邱毅伟, 赖慧颖, 关玲玲, 夏贤梦, 李佳伟, 刘旭, 马致远, 王宵冰, 庞茂璋, 钱全立. 飞秒激光直写光刻胶成膜树脂、负性飞秒激光直写光刻胶及其图案化方法[P]. 浙江省: CN116554391B, 2026-05-26.

[36]汤孟博, 匡翠方, 杨臻垚, 王子昂, 王洪庆, 刘旭, 李海峰. 一种基于转镜的高速刻录系统的光存储方法及装置[P]. 浙江省: CN116564361B, 2026-05-26.

[37]匡翠方, 关键, 朱大钊, 贾天浩, 徐良, 李海峰, 刘旭. 一种二维环形光斑的质量检测方法、装置和存储介质[P]. 浙江省: CN116086774B, 2026-05-19.

[38]王洪庆, 匡翠方, 杨顺华, 苏晨怡, 贾天浩, 杨臻垚, 刘旭. 三维激光刻写方法、装置、计算机设备和系统[P]. 浙江省: CN116652393B, 2026-04-28.

[39]陈友华, 颜晓琨, 匡翠方, 马郡藤, 周达凯. 一种自适应三光束干涉超分辨显微成像系统和方法[P]. 浙江省: CN121141519B, 2026-04-21.

[40]杨臻垚, 刘秋兰, 张晓依, 邱毅伟, 匡翠方, 刘旭. 一种同时实现高精度激光直写与超分辨显微成像的方法与装置[P]. 浙江省: CN116560059B, 2026-04-14.

[41]匡翠方, 高秀君, 王权, 张祖鑫, 张嘉晨, 丁晨良. 利用二次扰动激光的飞秒泵浦–探测微区测量系统及方法[P]. 浙江省: CN116625965B, 2026-04-14.

[42]匡翠方, 杨臻垚, 詹兰馨, 张良, 樊吴申, 汤孟博, 关键, 刘旭. 激光直写系统刻写方法、装置及计算机设备[P]. 浙江省: CN116382043B, 2026-04-07.

[43]王洪庆, 匡翠方, 彭伏平, 贾天浩, 杨臻垚, 刘旭. 一种基于转镜的并行三维灰度激光直写方法和装置[P]. 浙江省: CN116382044B, 2026-04-07.

[44]王宵冰, 匡翠方, 曹春, 夏贤梦, 关玲玲, 沈小明, 邱毅伟, 马致远, 马鹏程, 庞茂璋, 赖慧颖, 李佳伟, 付欢, 钱全立, 刘旭. 基于飞秒激光直写的图案化UiO系列无机膜的制备方法以及凝胶化配体溶液[P]. 浙江省: CN116731338B, 2026-04-07.

[45]匡翠方, 谢舜宇, 陈友华, 徐良, 刘向东, 毛磊, 刘旭. 一种实现超高速结构光照明显微成像的方法和装置[P]. 浙江省: CN115327757B, 2026-04-03.

[46]匡翠方, 甘艳红, 叶子桐, 刘旭. 基于结构光照明和深度学习的光片显微镜单帧自聚焦方法[P]. 浙江省: CN116540394B, 2026-03-27.

[47]李传康, 肖安萍, 童骏毅, 卢禹先, 匡翠方, 陈达如. 一种用于最小光通量深度成像的超长焦深矢量偏振光成像系统及方法[P]. 浙江省: CN120629022B, 2026-03-27.

[48]王洪庆, 匡翠方, 罗昊, 贾天浩, 杨臻垚, 刘旭. 激光刻写方法、装置和系统[P]. 浙江省: CN116500869B, 2026-03-17.

[49]匡翠方, 徐一鸣, 徐良, 马耀光, 刘旭. 一种磁兼容的可远程切换滤光片的装置[P]. 浙江省: CN121069619B, 2026-03-17.

[50]胡慧琴, 杨青, 徐月暑, 柏凌, 谷杨帅, 刘旭, 崔玉栋, 匡翠方. 一种基于双光梳的图案晶圆多参量同步检测系统及方法[P]. 浙江省: CN121171916B, 2026-02-27.

[51]曹雯, 徐月暑, 匡翠方, 柏凌, 陶思玮, 田宗翰, 刘旭. 基于随机相位调制的极紫外相干衍射叠层成像方法[P]. 浙江省: CN116124740B, 2026-02-24.

[52]钱全立, 匡翠方, 曹春, 关玲玲, 邱毅伟, 沈小明, 庞茂璋, 夏贤梦, 赖慧颖, 李佳伟, 马鹏程, 付欢, 王宵冰, 马致远. 一种膜层材料辅助生长的锌基多级微纳结构及其制备方法[P]. 浙江省: CN116770297B, 2026-02-17.

[53]刘文杰, 王瑾, 张祖鑫, 王权, 杨思恒, 陈勰宇, 周楠, 董建杰, 匡翠方. 一种综合性单分子显微成像方法及装置[P]. 浙江省: CN116773448B, 2026-02-06.

[54]柏凌, 徐月暑, 匡翠方, 曹雯, 陶思玮, 田宗翰, 刘旭. 基于两级放大的单相位光栅X射线显微成像系统[P]. 浙江省: CN115876812B, 2026-01-09.

[55]杨臻垚, 匡翠方, 汤孟博, 张嘉晨, 张晓依, 王子昂, 刘旭, 李海峰. 一种基于转镜的光存储信息的高速读取方法及装置[P]. 浙江省: CN116312652B, 2026-01-02.

[56]高金铭, 王帅, 卞殷旭, 王向朝, 匡翠方, 刘旭. 一种人工智能抗扰动的光刻物镜波像差测量方法[P]. 浙江省: CN120065639B, 2025-12-12.

[57]张乾威, 陈友华, 毛昊阳, 崔志英, 匡翠方. 一种明场显微镜的增强图像的生成方法[P]. 浙江省: CN120762201B, 2025-12-09.

[58]卞殷旭, 匡翠方, 高金铭, 刘旭, 李海峰. 一种基于共体复用全息图的极紫外物镜装调方法[P]. 浙江省: CN116953951B, 2025-11-21.

[59]崔玉栋, 刘旭, 匡翠方, 郝翔. 一种可见光双光梳高分辨超快显微成像装置及方法[P]. 浙江省: CN115236043B, 2025-11-11.

[60]唐龙华, 曾标峰, 刘旭, 匡翠方. 一种生物大分子扫描直读测序系统和方法[P]. 浙江省: CN120624188B, 2025-11-11.

[61]匡翠方, 董婉潔, 刘旭. 一种非线性焦点调制显微成像装置及方法[P]. 浙江省: CN119310726B, 2025-10-24.

[62]包宜骏, 刘家明, 李海峰, 匡翠方, 卞殷旭, 徐月暑, 赵公铭, 张城玮, 董超逸, 徐良, 胡慧琴, 王依, 刘旭. 双折射镜头、基于双折射镜头实现FINCH成像系统及方法[P]. 浙江省: CN120353038B, 2025-10-21.

[63]陈友华, 杜匡为, 嵇承, 匡翠方. 一种基于液态透镜的显微镜焦点漂移校正系统及方法[P]. 浙江省: CN115268045B, 2025-10-21.

[64]徐月暑, 周毅铖, 匡翠方, 徐良, 刘旭. 基于光纤激光器阵列的掩模版缺陷检测系统与方法[P]. 浙江省: CN119738998B, 2025-10-21.

[65]李传康, 李德武, 肖安萍, 卢禹先, 匡翠方, 陈达如. 一种基于非线性焦斑竞争的超衍射暗斑显微成像方法[P]. 浙江省: CN120594479B, 2025-10-17.

[66]唐龙华, 邱宇轩, 曾标峰, 江涛, 邵邦睿, 匡翠方, 刘旭. 基于纳米间隙针尖增强的单分子拉曼光谱系统[P]. 浙江省: CN116046746B, 2025-09-26.

[67]邢燚, 崔志英, 陈友华, 孙靖康, 王红飞, 毛昊阳, 吴依燃, 匡翠方. 一种高精度光谱型共聚焦显微成像系统[P]. 浙江省: CN120385656B, 2025-09-16.

[68]包宜骏, 董超逸, 匡翠方, 刘家明, 张城玮, 赵公铭, 徐月暑, 徐良, 卞殷旭, 柏凌, 胡慧琴, 王依, 刘旭. 复用SLM实现菲涅尔非相干相关全息超分辨显微系统及方法[P]. 浙江省: CN119395899B, 2025-09-02.

[69]刘勇, 丁晨良, 匡翠方. 一种高通道荧光辐射差分显微成像方法和装置[P]. 浙江省: CN116337829B, 2025-08-29.

[70]徐月暑, 匡翠方, 曹雯, 陶思玮, 柏凌, 田宗翰, 刘旭. 一种基于光谱时空双编码的非视域成像系统与方法[P]. 浙江省: CN116009017B, 2025-08-29.

[71]卞殷旭, 匡翠方, 高金铭, 刘旭, 李海峰. 一种基于亚波长结构计算全息的极紫外光刻物镜面形检测方法及系统[P]. 浙江省: CN116989692B, 2025-08-22.

[72]匡翠方, 董婉潔, 刘旭. 一种基于相关检测技术的单光路调制荧光差分显微成像装置及方法[P]. 浙江省: CN119555594B, 2025-08-05.

[73]韩于冰, 陶汶理, 汤明炜, 郝翔, 匡翠方, 刘旭, 侯婕. 一种用于膨胀-超分辨联合显微成像的荧光探针及膨胀样品处理方法[P]. 浙江省: CN115785950B, 2025-08-01.

[74]杨青, 胡慧琴, 路天畅, 金伟正, 徐月暑, 崔玉栋, 匡翠方, 刘旭. 基于双光梳时空编码的图案化晶圆缺陷检测系统及方法[P]. 浙江省: CN119901754B, 2025-06-24.

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[280]匡翠方, 郝翔, 李帅, 顾兆泰, 王轶凡. 基于荧光寿命差分的超分辨显微方法和装置[P]. 浙江省: CN103048299B, 2015-01-21.

[281]葛剑虹, 蔡欢庆, 匡翠方, 刘旭, 王毅. 一种基于受激发射损耗的超分辨荧光寿命成像方法和装置[P]. 浙江省: CN103163106B, 2014-12-17.

[282]刘旭, 郝翔, 匡翠方, 库玉龙, 李旸晖. 基于倏逝场照明的移频超分辨显微成像方法和装置[P]. 浙江省: CN103048272B, 2014-12-10.

[283]匡翠方, 王轶凡, 顾兆泰, 李帅. 一种基于双针孔的超分辨显微方法和装置[P]. 浙江省: CN102735670B, 2014-10-29.

[284]匡翠方, 李帅, 郝翔, 顾兆泰, 刘旭. 一种二维超分辨显微方法和装置[P]. 浙江省: CN102866137B, 2014-07-16.

[285]匡翠方, 李帅, 郝翔, 顾兆泰, 刘旭. 一种超分辨显微方法和装置[P]. 浙江省: CN102735617B, 2014-06-04.

[286]匡翠方, 李帅, 郝翔, 顾兆泰, 刘旭. 一种基于强度差分的三维超分辨显微方法和装置[P]. 浙江省: CN102798622B, 2014-05-14.

[287]匡翠方, 李帅, 薛懿, 顾兆泰, 刘旭. 一种基于切向偏振光的受激发射损耗显微方法和装置[P]. 浙江省: CN102661938B, 2014-04-23.

[288]匡翠方, 李帅, 郝翔, 刘旭. 一种三维空心光斑生成方法和装置[P]. 浙江省: CN102540476B, 2014-01-29.

[289]匡翠方, 李帅, 罗丁, 刘旭. 基于非对称入射的样品轴向位置跟踪校正的方法和装置[P]. 浙江省: CN102589428B, 2014-01-29.

[290]匡翠方, 李旸晖, 郝翔, 刘旭, 李帅. 一种光束漂移实时自动校正补偿的方法和装置[P]. 浙江省: CN102508365B, 2013-11-06.

[291]匡翠方, 王轶凡, 刘旭. 一种轮廓的显微方法[P]. 浙江省: CN102589466B, 2013-10-30.

[292]匡翠方, 李帅, 刘鹏, 郦龙, 刘旭. 一种基于象散的样品轴向漂移补偿方法和装置[P]. 浙江省: CN102566048B, 2013-07-24.

[293]刘旭, 郝翔, 章海军, 匡翠方, 张冬仙. 基于透明介质微球的超分辨显微成像系统[P]. 浙江省: CN102305776B, 2013-04-10.

[294]匡翠方, 王婷婷, 刘旭, 郝翔, 库玉龙, 顾兆泰. 一种产生径向偏振光束的方法和装置[P]. 浙江省: CN102289080B, 2012-11-21.

[295]匡翠方, 王婷婷, 刘旭, 郝翔, 库玉龙, 顾兆泰. 一种产生切向偏振光束的方法和装置[P]. 浙江省: CN102289081B, 2012-11-21.

[296]匡翠方, 库玉龙, 刘旭, 章海军, 张冬仙, 李海峰. 基于透明介质小球的暗斑产生方法及装置[P]. 浙江省: CN102213840B, 2012-11-14.

[297]匡翠方, 库玉龙, 刘旭, 章海军, 张冬仙, 李海峰. 基于透明介质小球的三维超分辨聚焦方法及装置[P]. 浙江省: CN102226855B, 2012-11-14.

[298]匡翠方, 库玉龙, 刘旭, 王婷婷. 高精度小角度测量的方法和装置[P]. 浙江省: CN102226690B, 2012-09-19.

[299]匡翠方, 郝翔, 李旸晖, 刘旭, 王婷婷, 库玉龙. 基于涡旋位相板的激光光束基准定标方法和装置[P]. 浙江省: CN102102989B, 2012-08-22.

[300]匡翠方, 王婷婷, 刘旭, 郝翔, 顾朝泰, 库玉龙. 一种实现远场超分辨聚焦的方法和装置[P]. 浙江省: CN102213841B, 2012-08-22.

[301]匡翠方, 王婷婷, 库玉龙, 郝翔, 刘旭. 对光束的准直性进行检测的方法和装置[P]. 浙江省: CN102183359B, 2012-07-04.

[302]匡翠方, 王婷婷, 库玉龙, 郝翔, 刘旭. 纳米分辨全反射差分微位移测量的方法和装置[P]. 浙江省: CN102121818B, 2012-07-04.

[303]匡翠方, 王婷婷, 库玉龙, 郝翔, 刘旭. 一种纳米分辨全反射差分微位移测量的方法和装置[P]. 浙江省: CN102121819B, 2012-07-04.

[304]匡翠方, 郝翔, 王婷婷, 刘旭. 实现远场超分辨聚焦的方法和装置[P]. 浙江省: CN101907780B, 2012-06-06.

[305]匡翠方, 库玉龙, 郝翔, 刘旭, 王婷婷. 基于振幅调制与偏振及相位相结合扩展焦深的方法和装置[P]. 浙江省: CN101975991B, 2012-05-23.

[306]匡翠方, 郝翔, 王婷婷, 刘旭. 基于共路平行光线的滚转角测量方法[P]. 浙江省: CN101846506B, 2012-01-11.

[307]匡翠方, 郝翔, 库玉龙, 刘旭, 王婷婷, 李旸晖. 基于位相与偏振的焦深扩展的方法和装置[P]. 浙江省: CN101975992B, 2011-11-23.

[308]匡翠方, 郝翔, 王婷婷, 刘旭. 一种双光束同轴实时调整的装置与方法[P]. 浙江省: CN101859030B, 2011-09-21.

[309]匡翠方, 郝翔, 刘旭, 王婷婷. 基于切向偏振的超分辨荧光显微方法及装置[P]. 浙江省: CN101907766B, 2011-09-14.

[310]匡翠方, 王婷婷, 郝翔, 刘旭. 三束光线两两垂直的调整方法[P]. 浙江省: CN101872074B, 2011-07-20.

[311]匡翠方, 李艳秋, 刘丽辉. 一种光线平行调整的装置与方法[P]. 北京市: CN101236304B, 2010-12-22.

[312]匡翠方, 李艳秋, 刘丽辉. 大距离光线平行调整的装置与方法[P]. 北京市: CN101221044B, 2010-06-23.

[313]匡翠方, 李艳秋, 刘丽辉. 一种基于微透镜阵列调焦调平的装置与方法[P]. 北京市: CN100592214C, 2010-02-24.

[314]匡翠方, 李艳秋, 刘丽辉. 一种调焦调平测量方法和装置[P]. 北京市: CN100535767C, 2009-09-02.

[315]匡翠方, 冯其波, 陈士谦, 张志峰. 一种提高直线度测量灵敏度的方法与装置[P]. 北京市: CN100460811C, 2009-02-11.

[316]匡翠方, 冯其波, 张志峰, 张斌, 陈士谦. 一种提高滚转角测量灵敏度的方法与装置[P]. 北京市: CN100365381C, 2008-01-30.

实用新型：

[1]却井山, 朱婷, 蒋登斌, 虞倩, 丁俊凯, 匡翠方. 一种多点并列调制成像光学系统[P]. 浙江省: CN224816592U, 2026-09-29.

[2]易雪峰, 匡翠方, 沈伟东, 郑练林. 一种直立式长焦光学镜头[P]. 江西省: CN224732221U, 2026-09-08.

[3]蒋登斌, 却井山, 虞倩, 朱婷, 丁俊凯, 匡翠方. 一种用于荧光显微镜的单驱动联动式照明模块[P]. 浙江省: CN224708290U, 2026-09-01.

[4]易雪峰, 匡翠方, 沈伟东, 郑练林. 一种镜筒装载治具[P]. 江西省: CN224696135U, 2026-08-28.

[5]却井山, 朱婷, 屠宇浩, 蒋登斌, 虞倩, 丁俊凯, 匡翠方. 一种三合一金相共聚焦检测测量系统[P]. 浙江省: CN224651218U, 2026-08-18.

[6]虞倩, 却井山, 朱婷, 蒋登斌, 丁俊凯, 匡翠方. 一种可变角度的旋转照明装置及全内反射显微镜系统[P]. 浙江省: CN224569353U, 2026-07-28.

[7]易雪峰, 匡翠方, 沈伟东, 郑练林. 一种低表面反射率的镜筒[P]. 江西省: CN224501010U, 2026-07-14.

[8]易雪峰, 匡翠方, 沈伟东, 郑练林. 一种超低反射膜表面涂覆装置[P]. 江西省: CN224443558U, 2026-07-03.

[9]易雪峰, 匡翠方, 沈伟东, 郑练林. 一种超黑吸收膜耐磨效果测试装置[P]. 江西省: CN224456469U, 2026-07-03.

[10]易雪峰, 匡翠方, 沈伟东, 郑练林. 一种减少杂光的光学镜头[P]. 江西省: CN224263512U, 2026-05-19.

[11]易雪峰, 匡翠方, 沈伟东, 郑练林. 一种可见光至近红外宽波超低反射膜原料运输装置[P]. 江西省: CN224212096U, 2026-05-08.

[12]易雪峰, 匡翠方, 沈伟东, 郑练林. 一种相机镜头加工用高效发黑处理装置[P]. 江西省: CN224181176U, 2026-05-01.

[13]易雪峰, 匡翠方, 沈伟东, 郑练林. 一种红外宽波超低反射膜剪切装置[P]. 江西省: CN224183151U, 2026-05-01.

[14]易雪峰, 匡翠方, 沈伟东, 郑练林. 一种小型高清光学镜头[P]. 江西省: CN224122824U, 2026-04-14.

[15]易雪峰, 匡翠方, 沈伟东, 郑练林. 一种外接式手机镜头微透镜可调焦显微成像装置[P]. 江西省: CN224122826U, 2026-04-14.

[16]易雪峰, 匡翠方, 沈伟东, 郑练林. 一种应用于反射膜的收卷装置[P]. 江西省: CN224014953U, 2026-03-20.

[17]易雪峰, 匡翠方, 沈伟东, 郑练林. 一种成像清晰的多透镜组合光学镜头[P]. 江西省: CN223992999U, 2026-03-13.

[18]易雪峰, 匡翠方, 沈伟东, 郑练林. 一种反射膜加工处理展平装置[P]. 江西省: CN223948501U, 2026-02-27.

[19]易雪峰, 匡翠方, 沈伟东, 郑练林. 一种反射膜加工边角处理装置[P]. 江西省: CN223889621U, 2026-02-10.

[20]易雪峰, 匡翠方, 沈伟东, 郑练林. 一种小型化光学镜头对焦装置[P]. 江西省: CN223870882U, 2026-02-03.

[21]马庆, 匡翠方, 罗向东, 余洋. 适用于低温强磁场环境下的显微光谱成像测试系统[P]. 江苏省: CN213903318U, 2021-08-06.

[22]马庆, 匡翠方, 罗向东, 杨春雷. 一种便携显微光谱成像装置[P]. 江苏省: CN211627356U, 2020-10-02.

[23]马庆, 匡翠方, 罗向东, 杨春雷. 一种光谱成像装置[P]. 江苏省: CN211627357U, 2020-10-02.

[24]马庆, 匡翠方, 罗向东, 杨春雷. 一种适用于光谱原位表征的装置[P]. 江苏省: CN211627362U, 2020-10-02.

[25]马庆, 匡翠方, 罗向东, 杨春雷. 一种快捷扫描的拉曼光谱成像装置[P]. 江苏省: CN211627377U, 2020-10-02.

[26]马庆, 匡翠方, 罗向东, 杨春雷. 一种多光束的光谱成像装置[P]. 江苏省: CN211262485U, 2020-08-14.

[27]马庆, 匡翠方, 罗向东, 杨春雷. 一种基于非线性调制光谱成像的装置[P]. 江苏省: CN211178740U, 2020-08-04.

[28]马庆, 匡翠方, 罗向东, 杨春雷. 一种时间控制的显微装置[P]. 江苏省: CN211180381U, 2020-08-04.

[29]许迎科, 金璐红, 樊剑南, 南迪, 孙永红, 匡翠方, 刘旭. 新型多角度环状光学照明显微成像系统[P]. 浙江: CN206757171U, 2017-12-15.

[30]匡翠方, 郝翔, 刘旭, 王婷婷. 基于切向偏振的超分辨荧光显微装置[P]. 浙江: CN201716464U, 2011-01-19.

[31]匡翠方, 李艳秋, 刘丽辉. 一种光线平行调整的装置[P]. 北京: CN201210201, 2009-03-18.

[32]匡翠方, 李艳秋, 刘丽辉. 大距离光线平行调整的装置[P]. 北京: CN201187993, 2009-01-28.

[33]匡翠方, 冯其波, 张志峰, 张斌, 陈士谦. 一种激光六自由度同时测量装置[P]. 北京: CN2884141, 2007-03-28.

 

发表论文：        

2026

[363]李建宇, 徐月暑, 匡翠方. 基于并行探测共聚焦的表面量检测方法[J]. 光电工程, 2026, 53 (5): 162-174.

[362]温积森, 罗梦迪, 苏晨怡, 张力, 孙伯文, 曹春, 匡翠方, 刘旭. 超分辨并行激光直写光刻技术与装备（特邀）[J]. 光学学报, 2026, 46 (2): 117-135.

[361]刘家明, 董超逸, 张城玮, 赵公铭, 包宜骏, 匡翠方. FINCH系统中器件距离对离轴成像畸变的影响（特邀）[J]. 中国激光, 2026, 53 (1): 362-374.

[360]程炳森, 卞殷旭, 卢俊一, 彭雨辰, 包宜骏, 匡翠方. 基于确定性散斑傅里叶叠层的像差标定方法（特邀）[J]. 中国激光, 2026, 53 (1): 375-388.

[359]刘旭, 邱建荣, 匡翠方, 刘东, 钱骏. “浙江大学极端光学技术与仪器全国重点实验室”专题前言[J]. 中国激光, 2026, 53 (1): 9-10+2.

[358]徐月暑, 张睿泽, 柏凌, 胡占锐, 赵洲际, 周毅铖, 孙刚, 王向朝, 匡翠方, 刘旭. 极紫外光学衍射显微成像技术与应用（特邀）[J]. 光学学报, 2026, 46 (1): 229-256.

[357]刘旭, 匡翠方. “光学极端制造与检测”专题前言[J]. 光学学报, 2026, 46 (1): 9+2.

[356]李克武, 高媛, 王聪, 贺泽斌, 邓世炜, 徐亚东, 匡翠方. 基于全介质超表面的圆偏振光分焦测量研究[J]. 光学学报, 2026, 46 (1): 348-357.

[355]曾标峰, 邱召烨, 崔玉栋, 匡翠方, 刘旭, 唐龙华. 基于超快光耦合隧道结的时空分辨测量技术进展（特邀）[J]. 中国激光, 2026, 53 (1): 175-195.

[354]刘家明, 董超逸, 张城玮, 赵公铭, 包宜骏, 匡翠方. FINCH系统中器件距离对离轴成像畸变的影响分析[J]. 中国激光, 1-20.

2025 

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[351]Enxing He, Yile Sun, Hongfei Zhu, Xinxun Yang, Lu Yin, Yubing Han*, Cuifang Kuang*, Xu Liu, "Boosting High‐Fidelity Isotropic Super‐Resolution via Image Interference Structured Illumination Microscopy with Spatial‐Spectral Optimization," Laser & Photonics Reviews, 2025, 19: 2500178.

[350]Yaning Li, Chuankang Li, Caiwei Zhou, Jie Wang, Weixing Li, Tianying Pan, Chenying He, Xiaodong Guan, Yichen Wang, Yingda Huang, Xianan Zhao, Lusheng Gu, Peng Xi*, Cuifang Kuang*, Yujie Sun*, Peng Fei*, Wei Ji*, Liangyi Chen*, "Cellular optical imaging techniques: a dynamic advancing frontier," Science China Life Sciences, 2025, 68: 3242-3280.

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[348]Zhengyi Zhan, Xiaofan Sun, Chenying He, Nie Pan, Xinxun Yang, Yile Sun, Yubing Han, Cuifang Kuang*, Xu Liu, "Enhancing precision for simultaneous 3D localization and 3D orientation with structured illumination," Optics Letters, 2025, 50: 2856-2859.

[347]Wen Cao, Ling Bai, Yueshu Xu*, Cuifang Kuang*, Xu Liu, "Fast autofocusing strategy for phase retrieval based on statistical gradient optimization," Optics and Lasers in Engineering, 2025, 184: 108636.

[346]Ling Bai, Wen Cao, Yueshu Xu*, Cuifang Kuang*, Xu Liu, "Fresnel Coherent Diffraction Imaging Without Wavefront Priors," Photonics, 2025, 12: 1066.

[345]Xiaona Wang, Yuran Huang, Cuifang Kuang*, Haifeng Li, Xu Liu, "Image restoration of mobile phone under-screen imaging based on deconvolution," Opto-Electronic Engineering, 2025, 48: 200423-200421-200423-200411.

[344]Hangkai Pan, Tao Xing, Leling Jin, Jinming Gao, Shouli Sun, Yinxu Bian, Cuifang Kuang, Xu Liu, "Intelligent Interferometric Measurement for Aspheric Surfaces via Attention-CNN," IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2025, 74: 1-10.

[343]Leling Jin, Hangkai Pan, Shouli Sun, Yinxu Bian, Jinming Gao, Xiaofei Yang, Cuifang Kuang, Xu Liu, "Long-Focal-Length Aspheric Wavefront Measurement Free-from Phase-Shifting by Reflective CGH and Physics U-Net," IEEE Transactions on Instrumentation and Measurement, 2025,

[342]Xiaofan Sun, Zhengyi Zhan, Chenying He, Xin Luo, Yubing Han*, Chuankang Li, Cuifang Kuang*, Xu Liu, "NanoDriftGuard: Open-source isotropic ångström-scale active stabilization for super-resolution microscopy," Optics and Lasers in Engineering, 2025, 190: 108957.

[341]Junyi Lu, Liang Xu, Mengdi Luo, Jisen Wen, Yinxu Bian, Zhenyao Yang, Dazhao Zhu, Xiaoming Shen, Chenliang Ding*, Cuifang Kuang*, Xu Liu, "Parallel direct laser writing method based on optical fiber array," Optics & Laser Technology, 2025, 186: 112738.

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[338]Wen Cao, Ling Bai, Siwei Tao, Zonghan Tian, Yueshu Xu*, Cuifang Kuang*, Xu Liu, "Tilt-corrected reflective ptychography based on automatic differentiation," Optics & Laser Technology, 2025, 185: 112419.

[337]Haobin Yang, Yijun Bao*, Cuifang Kuang*, Xu Liu, "Uncertainty quantification in critical dimension small-angle X-ray scattering via transfer learning-enhanced bootstrap aggregation," Optics and Lasers in Engineering, 2025, 195: 109256.

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2024

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出版专著：

[1] Vannhu Le, Cuifang Kuang, Zhigang Fan and Xu Liu.  Advances in Optics Reviews : Wavefront Coding Technique for Imaging Systems,Chapter 6, 148-169(2019).

[2] Y. Fang, Y. Huang, S. Liu, C. Kuang, X. Liu, Superresolution Optical Microscopy.Micro and Nano Technologies,Chapter 7,241-291(2017).

[3] C. Kuang, Y. Fang, Y. Wang, X. Liu, Confocal microscopy : principles, techniques, and applications Chapter 2, New York Nova Publishers, 2017

[4] Poyen Lin, Jianhong Ge, Cuifang Kuang, and Fujen Kao. Fluorescence detection and lifetime imaging with stimulated emission[M]//Optical Nanoscopy and Novel Microscopy Techniques. CRC Press, 2014: 174-191.

 

 

荣誉奖励:

1、2024年，中国光学学会科技创新奖技术发明奖特等奖-超分辨并行激光直写光刻技术与装备。

2、2024年，中国仪器仪表学会科技进步奖-科研级高分辨显微成像系统关键技术研究及产业化。

3、2023年，浙江省技术发明奖一等奖-高端荧光显微镜关键技术及应用。

4、2023年，浙江省产学研合作创新与促进奖产学研合作创新成果奖-激光共聚焦显微镜。

5、2022年，中国光学工程学会“金燧奖”中国光电仪器品牌榜金奖-NCF950激光共聚焦显微镜。

6、2020年，浙江省科技进步三等奖-表面缺陷显微检测技术研究及应用。

7、2019年，国家技术发明二等奖-超分辨光学微纳显微成像技术。

8、2018年，中国光学学会首届中国光学科技奖应用成果类一等奖。

9、2018年，指导硕士论文获浙江省优秀硕士论文。

10、2017年，浙江大学百篇特优本科毕业设计（论文）指导老师。

11、2016年，浙江省“新世纪151人才工程”第二层次培养人员。

12、2015年，浙江大学百篇特优本科毕业设计（论文）指导老师。

13、2014年，浙江大学百篇特优本科毕业设计（论文）指导老师。

14、2013年，浙江大学信息学部第四届青年教师三等奖。

15、2013年，浙江大学十大研究进展提名奖。

16、2013年，浙江大学百篇特优本科毕业设计（论文）指导老师。

17、2012年，浙江省高校第七届青年教师教学技能比赛优秀奖。

18、2012年，浙江大学百篇特优本科毕业设计（论文）指导老师。

19、2011年，浙江大学光电系先进工作者。

20、2011年，浙江大学“求是青年学者”。

21、2011年，浙江省“新世纪151人才工程”第三层次培养人员。

初心如磐制光仪 创新突破铸国器

——极端光学技术与仪器全国重点实验室副主任匡翠方

 

匡翠方，1977年出生，现任浙江大学求是特聘教授，是浙江省有突出贡献中青年专家、浙江省万人计划科技创新领军人才，先后获王大珩中青年科技人员光学奖、国家技术发明奖二等奖、中国光学学会科技创新奖特等奖、浙江省技术发明奖一等奖等多项荣誉。他长期深耕超分辨光学显微与激光直写光刻技术领域，主要从事超分辨光学显微成像与光刻技术研究，提出虚拟移频技术、荧光发射微分超分辨方法等，在Nature Communications、Physical Review Letters等期刊发表SCI论文248篇（截至2025年），主持国家自然科学基金委重大仪器专项等19项课题，其团队开发的超分辨激光直写光刻系统突破衍射极限，并带领团队实现五色活细胞STED成像技术突破，是国内最早开展超分辨显微成像技术研究的团队带头人之一。

匡翠方秉持“做中国人自己的高端光学仪器”的信念，坚持自主创新和科学发展，从实验室原理验证到产业化落地，为我国在生物医学、微纳制造等战略科技领域实现高水平科技自立自强作出重要贡献。

产学联动，深耕超分辨显微，掌握自主核心技术。自2010年起，匡翠方团队率先启动受激发射损耗（STED）显微技术研究，围绕超分辨信息的调制、获取与解调三大核心环节，开展系统性理论创新与技术攻关。他提出辐射微分技术，破解了高分辨率与高信噪比难以兼得的国际难题，将图像信噪比提升2～4倍；进一步发展的荧光饱和非线性微分技术，再次提升成像质量。他开创的虚拟移频超分辨新方法实现了超越国际主流产品的分辨率表现。2020年，团队将点扫描超分辨技术分辨率提升至λ/13，达到当时国际单波长点扫描超分辨成像领域的最高水平，并成功研制出具有完全自主知识产权、高度普适的多色超分辨显微仪器，有力支撑我国生物医药等领域高端仪器的自主可控。

突破极限，引领直写光刻，实现成果产业化。匡翠方将超分辨机理创新拓展至激光直写光刻领域，提出高通量边缘光抑制直写光刻技术，在突破衍射极限的同时，大幅提升刻写效率。2019年，他作为项目负责人主持重大装置项目，指导建立高通量激光直写超分辨光刻与成像大装置，成功研制多通道并行激光直写系统，将刻写特征线宽压缩至30nm以下，刻写周期达80nm，刻写通道最高扩展至万通道。相关成果获2024年度中国光学学会科技创新奖特等奖，13项相关专利实现成果转化。同时，他创立杭州玉之泉精密仪器有限公司，打破德国、法国等少数企业对高端激光直写装备的垄断，形成以国产化核心部件与整机生产为标志的产业示范。

从理论源头到产业前沿，匡翠方以十余载如一日的坚守与创新，带领团队不断突破光学极限，在国产高端光学仪器与装备的创新研究上，为我国在世界科技竞争中赢得主动、赢得未来注入强劲动力。

中国科技产业 . 2026 (10) : 45
 

匡翠方：让国产高端光学显微镜走向世界

 

匡翠方（右1）及项目主要成员

2018年，世界卫生组织公布数据显示，全球有1810万癌症患者，其中960万人死于癌症。而在我国，几乎平均每分钟就有7.5人被确诊为癌症患者，每分钟有4.5人被癌症夺去宝贵的生命。在2020年的2月4日，世界癌症日之际，世卫组织更是发出警告，如按目前趋势继续下去，未来20年，全球癌症病例将增加60%。

这一连串的数字，让人震惊之余更感心痛。为什么会有这样的情况发生？癌症的机理是什么？如何准确地去诊疗癌症？在回答这些问题前，人类首先要明白癌症细胞的生长演变过程，清楚癌症细胞中蛋白质等微细的结构。但细胞生命活动的众多反应都发生在各细胞器中（如基因的转录、蛋白的合成与运输、物质的交换等），其尺度均在纳米量级。因此，纳米尺度超高分辨率显微镜成为细胞观测的重要工具。它的研发将有力地促进疾病的诊断、疗效的监测、新药物的开发等。

在各种类型的显微镜中，电子显微镜和原子显微镜虽拥有超高分辨率，但它们都有一个最大的缺点——难以进行活体细胞的观测。传统的光学显微镜虽然可以克服这个缺点，但在应用方面存在着诸多限制，例如样品普适性差、分辨率偏低、信息维度单一等。这些难以逾越的障碍就像魔咒一样束缚了科学家的思维。为了破解魔咒，他们不断地努力着，浙江大学光电科学与工程学院教授匡翠方正是其中之一。

推动高端光学显微镜产业化发展

白驹过隙，弹指一挥间，2020年已是匡翠方来到浙江大学的第11个年头了。翻看他的履历，似乎与“浙江”并没有多大关联：2007年，获得北京交通大学物理系博士学位；2008年，在北京理工大学光电系完成博士后研究工作；同年，远赴美国南卡罗莱纳大学（University of South Carolina）进一步深造，2010年完成该校机械工程系博士后研究工作。当被问到为何在回国后直接选择了浙江大学时，匡翠方解释道：“在国内各高校和科研院所中，浙江大学在光学工程研究方面一直都处于领先水平，有优秀的实验研究环境，非常关注超分辨率成像的研究，并对超分辨率成像团队提供了极大的支持。当时浙大的刘旭老师已经开始着手相关研究，急需相关人才，便向学院领导推荐了我。再加上我的妻子也在浙江工作。不论对于工作还是家庭，来浙江大学都是一个很好的选择。”

匡翠方主要从事的是超分辨成像方面的研究。在这11年里，他先后参与和主持了浙江大学“紫金计划”项目、现代光学仪器国家重点实验室自立项项目“基于微纳结构受激发射损耗超分辨率荧光显微方法”，教育部博士点基金“基于点扩散函数工程的超分辨荧光显微方法的研究”，国家原“973”基础研究子课题、国家自然基金重点项目子课题、科技部重大仪器专项课题等多个项目，以第一发明人授权发明专利50多项，以第一作者或通讯作者发表论文120多篇，并获得浙江省“新世纪151人才工程”第二层次培养人员、中国光学学会首届中国光学科技奖应用成果类一等奖、国家技术发明奖二等奖等多项荣誉。

面对这些丰硕的成果，匡翠方在欣喜之余也表达了深深的担忧：“我们的光学超分辨显微成像研究技术与国外的差距在逐渐缩小，但在实际产业化方面仍然比较落后。虽然我国每年显微镜产量超过300万，其中超过一半用于出口，在全球显微镜市场中占有一席之地，但这些产品主要集中在中低端，在利润方面远不及高端显微镜产品。由于受行业技术水平限制，国内具备生产高端显微镜的企业屈指可数，因此我国高端显微镜差不多90%都依赖于进口。”

事实上，高端光学显微镜的市场前景非常广阔。Grand View Research发布全球显微镜市场研究报告显示，到2020年全球显微镜市场容量预计将达到95.4亿美元。随着科技发展和人们生活水平的提高，高端光学显微镜会更广泛地应用于实验室和医疗检测等方面。而世界高端显微镜的产业主要布局在德国和日本。德国以蔡司（Zeiss）和徕卡（Leica）公司为代表，日本以尼康（Nikon）和奥林巴斯（Olympus）公司为代表，业内称之为“四大家”。这四家都是所在国家的支柱企业，也是百年老店，它们占据着世界显微镜市场50%以上的市场份额，其发展战略左右着显微镜市场的走向。

“目前中国所有三甲医院所使用的高端光学显微镜几乎都来自四大家，近年来共聚焦扫描和超分辨显微镜在中国市场的增长更是超过20%，对中国企业而言，如果能够制造出高性能、高可靠性的高端光学显微镜，无疑会迎来极大的市场机遇，并完成升级，进入世界精密仪器制造第一方阵，推动我国精密光学元器件制造、光学材料、精密加工等行业的发展。”匡翠方表示，在国内，有能力且开始生产高端显微镜的厂家主要是永新光学、舜宇股份、麦克奥迪等企业。近年来，这些企业都在加大研发力度，加速追赶步伐。

为了更好地实现高端光学显微镜的产业化发展，匡翠方与永新光学合作开展了单分子荧光探测、荧光漂白及光切片成像技术方面的研究。匡翠方以单分子荧光探测为例，向记者解释道：“传统的分子和细胞生物学技术已经比较深入地阐明了生物分子的构成及其所扮演的角色，但是单个分子的活动却被平均化而观察不到。全内反射荧光显微技术利用全内反射产生的倏逝波对样品表面薄层进行观察，而不受细胞深层区域信号的干扰，具有其他荧光成像技术无法比拟的高信噪比。对生物样本损伤小，可实现对单个荧光分子的直接探测。尤其对需要研究细胞表面科学如生物化学动力学、单分子动力学等方向的研究十分有效。”

基于该课题，项目所开发的高性能荧光显微成像技术采用了结合多角度环全内反射荧光显微技术（Ring-TIRF）、光切片荧光显微系统（Light-sheet）技术以及定点照明技术（FRAP）为一体的高分辨显微成像仪。利用全反射显微技术，通过倏逝波照明，根据倏逝波光强在全反射面处呈指数形式衰减的特性，荧光样品只会在全反射面附近被激发，实现了样品贴壁层纵向200nm分辨率的照明成像；利用光切片成像横向照明技术，照明光被聚焦成一个薄层照亮样品，进一步提高显微系统的轴向分辨率，同时利用其层扫描技术可以实现Z轴扫描，实现层析成像；利用FRAP定点照明技术，利用扫描振镜与反馈矫正技术实现系统的精准定位，通过软件控制进行位置选取与照明。

由此项目开发出的高分辨荧光显微成像仪将光机电算一体化，可以实现光切片成像、动态成像、荧光标记与共定位、三维空间还原、定量或半定量分析、单分子荧光探测、荧光漂白后恢复（FRAP)等技术，为生命科学领域研究提供帮助；而由此产生的共性化技术将带动环境、资源、农业、医疗、卫生、健康、食品、农产品、水产品等一大批应用领域的专用仪器的开发，推动国产激光器、光谱仪、探测器等器件与技术的进步。

逐一击破光学超分辨技术难点

“工欲善其事，必先利其器”。在国家加快培育战略性新兴产业、壮大经济发展新动能的当下，光学显微镜对于新材料、生物等新兴产业的发展具有影响创新能力的基础性地位。然而对于大部分光学显微镜用户而言，现有的光学超分辨技术缺乏全面反映样品生命活动的能力，在解决目前生命科学领域重大问题方面所做出的贡献依然甚微。作为研究或检测平台的超高分辨率显微系统的研制和发展，将极大促进生物、医学、材料等领域的原始创新，利于我国相关学科占领相应科学研究的制高点。

团队照片

“在生物学研究中，科学家们常常利用能发射荧光的荧光分子作为生物标记。将这种荧光分子通过化学方法挂在其他不可见的分子上，原来不可见的部分就变得可见了。生物学家一直利用这种标记方法，把原本透明的细胞或细胞器从黑暗的显微镜视场中‘揪出来’。例如绿色荧光蛋白在蓝色波长范围的光线激发下，会发出绿色荧光，可以标识生物体内蛋白质的位置。在进行生物医学研究时，除了观测细胞微观结构的空间特性外，时间特性也是记录和分析细胞生命活动、蛋白质功能分析和药物疗效评估等的重要手段。对于具有荧光标识的样品而言，反映样品时间特性的参量是荧光寿命。”匡翠方说，荧光寿命可以反映细胞生命活动的环境参量，例如环境P H值、离子浓度、含氧量等，同时也是区分荧光蛋白分子、反映荧光蛋白分子动力学特征的重要参数，在细胞生物学等领域中具有广泛应用。

为此，匡翠方带领团队开展了“基于非线性焦斑调制及k空间虚拟波矢解调的超分辨显微成像系统”项目的研究，该项目旨在前期研究的基础上，成熟运用空间相位调制技术、非线性饱和焦斑激发技术和并行时空探测技术，研究基于非线性焦斑调制及k空间虚拟波矢解调的三维超高分辨显微成像技术和系统，使系统对荧光样品没有特殊要求，分辨率约提高至λ/12，且荧光寿命成像速度至少上升一个数量级，并最终研制出具有自主知识产权、对样品高度普适、高速调制与探测时空信息的多色超分辨显微仪器。匡翠方和他的团队成员希望通过该项目的研究，实现课题组自己研制的仪器在生物医学研究中得到验证与广泛应用。这不仅可以进一步促进光学超分辨显微技术的发展和完善，而且可以提升我国在该领域仪器及技术的话语权。目前项目正在井然有序的开展当中，围绕研制具有自主知识产权的高端显微成像仪器这一共同目标，课题组成员在不辞辛苦地日夜奋战。

匡翠方还积极参与到刘旭教授的课题项目“并行纳米光场调控荧光辐射微分三维超分辨成像系统”的研究中。该项目以囊泡运输过程的监控研究为侧重点，从而开发出一种具有长时程、实时、三维纳米尺度分辨本领的活体细胞显微成像方法与仪器。

“千磨万击还坚劲，任尔东西南北风。”不断进行光学超分辨技术的科研探索，研发出国产高端光学显微仪器，一直是匡翠方作为科研工作者的初衷。纵然这条道路注定荆棘密布，他也定将永不止步。“我有一个心愿，那就是让我们的高端光学显微镜走向世界。”匡翠方说。

专家简介

匡翠方，浙江大学教授，博士生导师。现为美国光学协会（OSA）会员，Optics Express、Optics Letters等杂志的审稿人。主持或参与基金委重大仪器专项基金、科技部原“973”项目、科技部重大仪器研发项目；浙江省杰出青年基金，浙江151人才基金、自然基金重点项目、面上、青年等国内外研究项目10多项，2020年主持浙江省之江实验室重大装置项目。以第一/通讯作者发表SCI文章论文120多篇，影响因子大于3的有30多篇，包括Nature communications、Physical Reviews Letter、Optica、Optics Letters、Optics Express、Applied Optics等，围绕显微超分辨显微成像应邀为Light:Science&Applications、ACS nano,Laser&Photonics Reviews撰写可见光超分辨成像综述3篇。参加OSA、SPIE等国际/国内会议邀请报告约20次，以第一发明人申请发明专利90多项，已授权50多项。获得2019年国家科学技术发明奖二等奖；2019年度王大珩光学奖-中青年科技人员光学奖，2018年首届中国光学科技奖评选应用成果类一等奖；2018年宁波市科学技术进步奖三等奖。近年工作围绕着超分辨显微信息的调控（照明调控）、超分辨信息的获取（新型显微系统）和超分辨信息的解调（图像重构）3个方面展开。

科学中国人 . 2020 (20) : 64-66