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傳統(tǒng)的光學顯微系統(tǒng)受到阿貝衍射極限原理的限制，無法分辨尺度小于~200nm的事物，為了突破衍射極限，超分辨熒光顯微技術應運而生，在生物成像等領域得到廣泛應用。根據(jù)成像采集過程，超分辨方法主要可分為兩類。一種是單分子定位顯微方法（SMLM），通過熒光分子的光開關特性，孤立每個發(fā)光分子進行單獨定位。此類方法具有不受衍射極限限制的特點，可以得到10-40nm的超高分辨率，但由于分子激活漂白的循環(huán)步驟使得采集速度和成像時間較慢。另一種是如結構光照明等寬場成像的超分辨顯微技術，可以通過獲得相鄰區(qū)域/熒光分子間一定程度的響應差異來實現(xiàn)分辨率的提升。寬場成像的方法具有較高的時間采集效率，但由于同時激發(fā)視野內的全部分子，使得其分辨能力往往在100nm以上。目前還缺乏一種方法在理論上可以有效的兼顧寬場成像的時間采集效率和單分子定位方法的空間分辨率，因此亟需提出一種基于寬場成像對熒光分子高效調制的技術方案。 超分辨方法其本質都是通過識別單個熒光分子的獨立的發(fā)射特性獲得該分子的空間定位。如果可以對寬場成像中衍射極限以內各個發(fā)光分子熒光發(fā)射差異實現(xiàn)主動控制，則有可能獲得更好的超分辨顯微結果。近期，物理學院介觀物理國家重點實驗室極端光學研究團隊提出了基于量子相干控制原理主動調制分子熒光發(fā)射而獲得超分辨熒光顯微的方法（SNAC），在寬場成像下實現(xiàn)了分辨率的提升。課題組在ZnCdS量子點體系下獲得衍射極限范圍內各個量子點的差異化激發(fā)。通過設計多個整形脈沖，單個ZnCdS量子點的熒光差異性會得到增強。課題組通過周期性改變整形脈沖和傅立葉增強提取熒光響應的差異。同時，主動控制的圖像采集方案可以有效的抑制系統(tǒng)中不隨調制周期變化的泊松隨機噪聲和CMOS工藝導致的固定噪聲，極大的提升了信噪比。接著，利用獨立開發(fā)的混合周期（Combination-FFT）和多高斯擬合定位算法獲得最終的超分辨重建結果。研究模擬了鄰近雙點熒光發(fā)射的超分辨定位，其結果可以很好的分辨出低至50nm的相鄰熒光分子。對于密集標記的線性結構，SNAC的分辨能力同樣有顯著性的提高，獲得了30nm左右的徑向定位精度。在量子點標記的COS7細胞樣品的維管結構區(qū)域清晰的觀測到了維管的平行取向和姿態(tài)排布以及纖維交叉區(qū)域的95.3nm的鄰近雙峰，顯示出了比已有多種寬場超分辨方法更好的重建結果。這個研究將脈沖整形作為新的控制維度引入熒光超分辨，并將寬場超分辨成像技術的分辨率提升到了與單分子定位方法接近的50nm的水平。

量子照明雷達是新興的研究方向，是量子信息技術與雷達技術相結合的新興產(chǎn)物。而量子信息技術又是古老的量子力學與信息技術相結合的交叉學科，不少研究者因晦澀的量子力學而望而卻步。為了降低量子照明雷達的神秘感，打破抽象壁壘，我們創(chuàng)造性地發(fā)展了量子照明雷達的高效仿真技術，對于未來實現(xiàn)量子雷達的普及與推廣具有重要意義。 截止目前，尚未見到關于量子照明雷達仿真平臺的相關報道。而該成果基于MATLAB這一易于上手的計算機數(shù)值平臺，溝通了抽象的量子力學與具體的量子目標探測之間的橋梁，具有創(chuàng)新性和國內領先的技術先進性。 經(jīng)過近五年的研究和近兩年教學實踐的檢驗，該成果不斷豐富和完善，通過可視化的工作界面，可以給出量子信號源的關鍵物理參數(shù)分析、量子態(tài)演化過程、多份量子態(tài)條件下量子照明雷達的虛警概率分析等多個方面的圖形化界面，具有較強的推廣應用價值。鑒于量子雷達技術是未來新體制雷達的重要技術途徑之一，本成果將有望在空間、水下目標探測方面取得應用，市場應前景廣闊。截止到目前，該成果已經(jīng)應用于高年級本科生的培養(yǎng)與實訓和北京某研究所的新體制目標探測項目研發(fā)中。

在化學反應中，量子干涉現(xiàn)象普遍存在。但是，想要準確理解這些干涉產(chǎn)生的根源非常困難，因為這些干涉圖樣復雜，且在實驗上也難以精確分辨這些干涉圖樣的特征。H+H2及其同位素的反應，是所有化學反應中最簡單的。該體系只涉及三個電子，因此比較容易精確計算出這三個原子在不同構型時的相互作用力。在此基礎上，通過求解相應的描述化學反應過程的薛定諤方程，就能夠實現(xiàn)分子反應動力學過程的計算機模擬，從而做到在微觀層次上深入理解化學反應過程。研究團隊在2019年先期理論研究

國際上第一個鈮酸鋰有源光量子芯片 一、項目分類 重大科學前沿創(chuàng)新、關鍵核心技術突破 二、成果簡介 南京大學物理學院祝世寧院士的科研團隊，研制出國際上第一個鈮酸鋰有源光量子芯片。該芯片集成了微型化光學超晶格糾纏光源、波導量子干涉器、波分復用器及電光調制器等不同功能器件,實現(xiàn)了糾纏光子的高效產(chǎn)生、高速電光調制并完成相應的信息處理功能。該芯片由光纖耦合輸入輸出,能在室溫穩(wěn)定工作，工作電壓低于3.55V，調控速率可達40GHz。芯片的多項核心指標如糾纏光子產(chǎn)率、調諧速率、調諧帶寬等創(chuàng)下當時國際最高水平，為光量子集成光學和信息處理開辟了一條和硅基芯片不同的技術路線。 成果以編輯推薦形式發(fā)表在物理學頂級期刊《物理評論快訊》(Phys. Rev. Lett. ,2014)上，被國際Physics、IEEE Spectrum等科技媒體重點評述。成果也成功入選中國光學十大進展(2014)，以此為主要成果之一的“光學超晶格中糾纏光子的產(chǎn)生、調控和應用”獲2020年高等學校自然科學獎一等獎。以此成果為基礎，團隊成功獲批和完成基金委重大科研儀器研制項目，研制出多種高性能量子光源。

本專利發(fā)明的目的在于克服現(xiàn)有技術存在的缺點，設計提供一種非碳電極、原料豐富、成本低、快速高效、自下而上的固態(tài)碳量子點的制備方法。碳量子點是一種新型碳納米材料，具有原料豐富、性質穩(wěn)定、毒性小、生物相容性好等諸多優(yōu)勢，在細胞成像、光電學、生化傳感器等領域具有巨大的應用潛力。目前，已經(jīng)有很多關于碳量子點方法制備的報道，主要分為自上而下和自下而上兩大類，其中前者主要通過剝離技術從大尺寸的碳原材料剝落下碳納米顆粒，包括激光剝離法、電弧放電法、電化學氧化法等，這一類方法操作簡單、原料豐富，可大批量生產(chǎn)碳量子點，但一般需要較復雜的碳量子點分離純化處理步驟；后者一般以有機分子（如：葡萄糖）為原材料，通過碳化的方式將這些分子轉化為碳量子點，包括水熱法、微波法等，這類方法合成的碳量子點形貌和尺寸容易控制、表面易修飾，但是一般需要選取合適的特定原料分子。而且，所有上述方法制備出的碳量子點一般為分散溶液的形式，與固態(tài)形式相比，溶液形式的碳量子點的儲存和運輸都不方便，為了得到固態(tài)碳量子點，一般需要冷凍干燥方式進行處理碳量子點溶液，這種處理方式耗時長，且需要專門的儀器設備。因此，探索一種兼具自上而下和自下而上兩種方法優(yōu)點、簡單、高效地制備固體碳量子點的方法是非常有必要的。

簡單、實用，低成本實驗儀器做前沿物理學研究。

項目成果/簡介: i4Ocean 的命名分為兩個部分，其中Ocean代表本平臺主要應用于海洋信息可視化領域，而i4寓意為四個英文單詞即：Interactivity（交互性），Imagination（構想性），Immersion （浸沒感），Intelligence（智慧性）。這四個單詞概括了i4Ocean 的主要特點，也是本平臺致力于實現(xiàn)的終極目標。 i4Ocean可視化原型系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下功能： 1、數(shù)據(jù)處理：將常見的海洋數(shù)據(jù)轉換為geotif、json、geojson。 2、可視化功能：標量數(shù)據(jù)可視化、剖面動畫、體繪制、二、三維流線可視化。 3、可視化分析：中尺度渦識別、追蹤。 4、艦船遠洋航行系統(tǒng)：港口信息查詢、全球港口顯示、航線添加、海圖導航、水文信息可視化。 5、視頻錄制：保存加載相機路徑、高清截圖、高清錄像。 在系統(tǒng)中，我們提出了兩種算法用于海洋環(huán)境數(shù)據(jù)可視化和分析。一種是基于gpu的光線投射算法繪制海洋溫鹽數(shù)據(jù)，一種是基于傳輸函數(shù)的海洋中尺度渦流交互式流場可視化算法，實現(xiàn)了時空相干和視口相干。引入交互式傳輸函數(shù)，從背景洋流中提取基于多種渦旋參數(shù)（如Okubo-Weiss參數(shù)）的二維和三維渦旋特征。 相關成果評選為2012年山東高等學校優(yōu)秀科研成果獎、2013年青島市科學技術獎、青島市2017-2018年度優(yōu)秀大數(shù)據(jù)解決方案。項目階段:系統(tǒng)原型階段效益分析: 該系統(tǒng)可用于船舶遠洋航行、海洋數(shù)據(jù)分析、海洋數(shù)據(jù)處理。將常見的海洋數(shù)據(jù)轉換為tiff，json。利用系統(tǒng)標量場、矢量場可視化功能，對海洋數(shù)據(jù)進行分析，為船舶航行提供指導。 該技術和裝備可用于海洋深部結構研究，為發(fā)展我國海洋經(jīng)濟提供技術支撐，這將具有重要的社會經(jīng)濟效益。發(fā)展海洋數(shù)據(jù)分析及可視化功能，更可以拓展藍色經(jīng)濟空間，推進軍民深度融合。 該成果已與青島海洋科學與技術試點國家實驗室等單位開展深度合作，現(xiàn)階段處在項目支持的前期研究中。同時與外地的合作單位有：中船工業(yè)集團，自然資源部直屬單位國家海洋信息中心、國家海洋環(huán)境預報中心、國家海洋衛(wèi)星應用中心。知識產(chǎn)權類型:發(fā)明專利 、 軟件著作權知識產(chǎn)權編號:201510066037.9 201510070177.3 201510212425.3 201510212424.9 201710827686.5 201710828365.7 2013SR004155 2013SR010109 2014SR062104 2015SR014980 2015SR038759 2015SR085063 2015SR246570 2016SR010562 2016SR326470 2016SR325154 2017SR732244 2017SR737071技術成熟度:通過中試技術先進程度:達到國內領先水平成果獲得方式:獨立研究獲得政府支持情況:無

i4Ocean 的命名分為兩個部分，其中Ocean代表本平臺主要應用于海洋信息可視化領域，而i4寓意為四個英文單詞即：Interactivity（交互性），Imagination（構想性），Immersion （浸沒感），Intelligence（智慧性）。這四個單詞概括了i4Ocean 的主要特點，也是本平臺致力于實現(xiàn)的終極目標。 i4Ocean可視化原型系統(tǒng)主要實現(xiàn)以下功能： 1、數(shù)據(jù)處理：將常見的海洋數(shù)據(jù)轉換為geotif、json、geojson。 2、可視化功能：標量數(shù)據(jù)可視化、剖面動畫、體繪制、二、三維流線可視化。 3、可視化分析：中尺度渦識別、追蹤。 4、艦船遠洋航行系統(tǒng)：港口信息查詢、全球港口顯示、航線添加、海圖導航、水文信息可視化。 5、視頻錄制：保存加載相機路徑、高清截圖、高清錄像。 在系統(tǒng)中，我們提出了兩種算法用于海洋環(huán)境數(shù)據(jù)可視化和分析。一種是基于gpu的光線投射算法繪制海洋溫鹽數(shù)據(jù)，一種是基于傳輸函數(shù)的海洋中尺度渦流交互式流場可視化算法，實現(xiàn)了時空相干和視口相干。引入交互式傳輸函數(shù)，從背景洋流中提取基于多種渦旋參數(shù)（如Okubo-Weiss參數(shù)）的二維和三維渦旋特征。 相關成果評選為2012年山東高等學校優(yōu)秀科研成果獎、2013年青島市科學技術獎、青島市2017-2018年度優(yōu)秀大數(shù)據(jù)解決方案。

創(chuàng)制出了一種基于細胞懸浮培養(yǎng)技術的血清 4 型禽腺病毒滅活苗。通過懸浮培養(yǎng)技術，該血清 4 型禽腺病毒效價可達到 109 TCID50/ml，是傳統(tǒng)雞胚培養(yǎng)獲得的病毒效價的 100 倍。動物免疫效果表明，免疫后 21 天攻毒，非免疫對照組雞均全部死亡，觀察期內發(fā)病雞多表現(xiàn)精神沉郁、羽毛粗亂、食欲不振，剖檢可見心包積液、肝臟病變等相關組織病變；免疫組均為 100%保護，觀察期內未見任何異常現(xiàn)象，剖檢未見腺病毒相關組織病變。高效價血清 4 型禽腺病毒滅活苗的研制可大大降低疫苗的成本，提供疫苗免疫效果，具