這是一個(gè)很大的問題，我拋磚引玉吧

從我粗略的認(rèn)識(shí)來看，這個(gè)問題至少涉及了3個(gè)諾獎(jiǎng)

1999年的化學(xué)獎(jiǎng)、2008年的化學(xué)獎(jiǎng)、2014年的化學(xué)獎(jiǎng)

時(shí)間和空間是光學(xué)非常重要的概念，有時(shí)候還可以相互轉(zhuǎn)化，這其實(shí)是兩種不同的技術(shù)路線

1. 空間分辨力

從空間角度講，又分近場和遠(yuǎn)場

如果指分辨力J限，那一定是近場掃描顯微鏡NSOM，可以達(dá)到100nm以下，理論上就不存在分辨力J限。

如果是遠(yuǎn)場，受到衍射J限的限制。通常分辨力用瑞利判據(jù)或者PSF的FWHM來評(píng)價(jià)，一般不會(huì)超過波長量級(jí)。2014年諾貝爾化學(xué)獎(jiǎng)?lì)C給了超分辨熒光顯微成像。之所以是化學(xué)獎(jiǎng)，我個(gè)人認(rèn)為，可能是由于在這個(gè)過程中借助了熒光分子，而不是純粹的物理手段實(shí)現(xiàn)的遠(yuǎn)場超分辨。本質(zhì)上光學(xué)顯微鏡的超分辨，還是為了觀測活體樣品，如果是材料，用電鏡或者原子力顯微鏡可以達(dá)到遠(yuǎn)超光學(xué)顯微鏡的分辨力水平。

PALM/STORM都是用時(shí)間換空間的技術(shù)，但是分辨力應(yīng)該很難超過STED。STED需要很強(qiáng)的猝滅光，理論上猝滅光足夠強(qiáng)就可以達(dá)到足夠高的分辨力，但是也會(huì)伴隨著更強(qiáng)的光毒性和損傷。國內(nèi)席鵬老師應(yīng)該是做的非常有影響力的，據(jù)我不完全了解，可以做到20nm以下的分辨率。另外比較強(qiáng)勢的應(yīng)該是，Stefan Hell大佬的MINFLUX，結(jié)合了STED、PALM、STORM的一些技術(shù)特點(diǎn)，可以達(dá)到10nm以下的分辨力。

以上大部分遠(yuǎn)場超分辨依然需要借助熒光分子的標(biāo)記，label-free的技術(shù)方法可能會(huì)有更廣泛的適用性。目前的話，看很多老師做的計(jì)算成像、四波混頻之類的工作，希望未來會(huì)有更廣闊的前景。

2. 時(shí)間分辨力

在空間分辨力部分，會(huì)看到很多用時(shí)間換空間的技術(shù)手段，實(shí)際上時(shí)間和空間就是可以相互轉(zhuǎn)化的。

換算成距離就是1納秒光傳播30cm，1皮秒光傳播300μm，1飛秒光傳播300nm。

我們很難去控制探測器采集fs時(shí)間尺度發(fā)生的事件，但是如果我們把兩個(gè)事件之間的時(shí)間間隔調(diào)控到不同的時(shí)間尺度，然后反復(fù)觀測，就可以得到在一段J短時(shí)間窗口內(nèi)發(fā)生的一些化學(xué)變化。一個(gè)fs對(duì)應(yīng)300nm，也就是說，如果兩個(gè)脈沖光傳播的空間距離，可以控制在亞微米水平，就可以實(shí)現(xiàn)fs時(shí)間尺度內(nèi)現(xiàn)象的觀測。也就是泵浦-探測。除了fs以外，還會(huì)有阿秒物理，但是這種時(shí)間尺度的問題，就遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出我的認(rèn)知了。

除此之外，如果是超快成像的部分，可以看汪立宏老師、王立代老師的一些工作。能觀測到ps時(shí)間尺度的光的傳播。[1]

光傳輸?shù)某斐上?/span>

參考：

^LU, YU. , WONG, Terence. TW. , CHEN, FENG. & WANG, LIDAI. (May 2019). Compressed Ultrafast Spectral-Temporal Photography. Physical Review Letters. 122. 193904 .