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光學(xué)工程是以光學(xué)為主、信息科學(xué)、能源科學(xué)、材料科學(xué)、生命科學(xué)、精密機械、計算機科學(xué)、微電子技術(shù)等多學(xué)科交叉融合的綜合學(xué)科。學(xué)科研究基地包括現(xiàn)代測控技術(shù)教育部重點實驗室，光電信息與儀器北京市工程研究中心，機電系統(tǒng)測控北京市重點實驗室，現(xiàn)代光電測試技術(shù)機械工業(yè)重點實驗室等。
本學(xué)科設(shè)有四個研究方向：光電檢測技術(shù)、微光學(xué)器件與系統(tǒng)、光纖激光器與光器件、光電信息處理。
1、光電檢測技術(shù)：研究光電檢測技術(shù)的基本理論、實施方法、系統(tǒng)和關(guān)鍵技術(shù)。側(cè)重于激光測量技術(shù)和光纖測量技術(shù)等方面的研究。包括光、機、電、計算機相結(jié)合的激光干涉測量、激光衍射測量、激光跟蹤測量、光纖傳感檢測、光電多自由度監(jiān)測等各種物理參數(shù)測量儀器和系統(tǒng)的研究。
2、微光學(xué)器件與系統(tǒng)：基于嚴(yán)格電磁場理論，研究衍射光學(xué)器件、亞波長光柵器件及表面等離子體光學(xué)器件的設(shè)計理論，實現(xiàn)超分辨成像、光束整形及偏振變換等功能，應(yīng)用于光學(xué)捕獲、顯微成像、空間多自由度測量及大密度光盤存儲等，并進(jìn)行這些微光學(xué)系統(tǒng)的研制及開發(fā)。
3、光纖激光器與光器件：研究激光相干合成技術(shù)、激光可調(diào)諧技術(shù)以及雙包層光纖、泵浦激光器封裝技術(shù)，研究單頻光纖激光器、飛秒光纖激光器、調(diào)Q脈沖光纖激光器、高功率連續(xù)光纖激光器以及泵浦合束器、光纖光柵、高功率光隔離器、高功率光纖準(zhǔn)直器、光纖耦合聲光調(diào)制器等光電器件。
4、光電信息處理：采用光學(xué)/數(shù)字圖像技術(shù)獲取、處理、存儲、顯示各種物理信息。包括采用光電圖像處理技術(shù)實現(xiàn)信息的分析、測量與識別；數(shù)字全息干涉和激光散斑計量技術(shù)測量物體形變；采用各種三維傳感技術(shù)獲取、分析物體三維形貌；光信息存儲和三維顯示等。
本學(xué)科完成國家自然科學(xué)基金項目“陣列透鏡全息術(shù)研究”、“基于數(shù)字近景攝影測量的大尺寸三維測量的理論和方法研究”；北京市自然基金項目“雙波長全息干涉術(shù)”，北京市高校學(xué)術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊“三維視覺測量技術(shù)研究”；國防十一五預(yù)研關(guān)鍵子課題“相機主點位置及夾角監(jiān)測技術(shù)開發(fā)”；國防重點實驗室基金項目“激光干擾效果評價方法研究”；北京市政集團(tuán)重點合作項目“地下施工設(shè)備激光導(dǎo)向技術(shù)”等。