1、主动/自适应光学（Active Optics & Adaptive Optics，与中科院光电技术研究所建立合作）
仍是那道光，穿越重重介质，抵达我们眼中时却已不复最初的纯净模样。主动/自适应光学，宛如光学领域的守护精灵，凭借精妙技术，矫正光的偏差，驱散畸变的阴霾，让那道光重归本真，再次绽放出其原有的澄澈与明亮。
主动光学及自适应光学原理及其应用（已获武汉大学王凯楠博士使用许可）
2、波前传感/相位复原（Wavefront Sensing & Phase Retrieval）
于光的神秘天地间，波前传感/相位复原宛如拥有超凡魔力的 “透视之眸”。它宛如灵动的指尖，轻轻撩开光场那层朦胧的面纱，将隐匿其中的奥秘逐一展现。在系外行星成像与表征等前沿空间科学领域，下一代自适应光学以亚纳米乃至皮米级感知精度为目标，孜孜不倦地追求着其极限性能。
夏克-哈特曼波前传感器(Shack-Hartmann Wavefront Sensor)
四棱锥波前传感器(Pyramid Wavefront Sensor)
相位差法(Phase Diversity)/相位恢复(Phase Retrieval)
基于编码的波前传感技术(计算光学时代的新型光场感知技术)
3、先进像差理论（Nodal Aberration Theory）及其应用
目前，光学系统的发展瞄准极限性能，以满足前所未有的应用需求。在这一发展趋势下，传统像差理论在应用时尽显弊端。发展先进像差理论，将为新型高性能系统的设计、像差场表征与调控提供有力手段。
4、基于小凹的仿生成像，探索广域高分辨成像的新技术体制
你是否曾静下心来，细细观察过眼睛这扇心灵之窗？它拥有辽阔视野，宛如包容万象的宇宙，却只在专注凝视的方寸之间，展现出极致的清晰与细腻。这神奇的小凹成像现象，宛如大自然馈赠的智慧锦囊，为我们点亮了研发兼具广阔视野与高清成像光学系统的灵感之光，引领我们探索更美妙的视觉新境界。
广域小凹高分辨成像新模态
广域小凹高分辨成像新模态中的交叉融合
5、面向极端成像与探测需求，探索基于神经形态学的成像、探测新方法（硅基视网膜，与香港大学建立合作）
在你轻眨双眸的刹那，不过零点几秒的短暂瞬间，时光的幕布之后，或许正上演着无数你未曾窥探到的故事。基于神经形态视觉探测的机理，科学家研发了可在微秒级时间尺度上感知世界的眼睛——事件相机。
事件相机探测机理
传统相机(上)和事件相机(下)的拍摄效果比较
昆虫飞行形态的高速摄影
