（1)超分辨成像技术装备及其在细胞生物学和病理学应用
研发结构光照明的活细胞超分辨显微成像装备和超分辨病理切片扫描成像装备。 建设配套的活细胞培养实验室和分子病理染色实验室。 以超分辨活细胞工作站为主要工具， 开展细胞迁移过程的细胞力学研究，揭示迁移过程中细胞外基质、细胞骨架、线粒体等多种细胞器相互作用和调控规律。以超分辨病理切片扫描成像装备为主要工具，开展荧光原位杂 交的基因突变检测、生殖健康中的遗传病检测、脑胶质瘤诊断等医学应用，推动超分辨成像技术在临床病理诊断中的应用。
(2)超高通量三维成像技术装备及其在药物研发领域应用
研发流式光片照明的高通量三维成像与筛选装备。以流式光片显微镜为主要工具，开展对于微小模式生物和类器官的三维结构和功能的研究，揭示其发育异质性的原因和调控，开展心血管药物、肿瘤药物和神经系统药物的作用机制和药效评价研究。
(3)基于光计算和光学神经网络的智能光学成像技术装备
计算光学成像技术是能够颠覆传统“所见即所得”的光学成像原理，实现基于计算的“感知”成像。光学神经网络（Optical neural network, ONN）光学器件代替计算机进行神经网络计算，实现对图像的高效并行处理。本方向将建立基于液晶空间光调制器的多层神经网络训练和验证光学系统，具有可编程、反复迭代优化的特点；建立基于光学相位板的神经网络推断光学系统，具有成本低、多层叠加、易于集成的特点，具有实际应用价值。将图像变换光神经网络应用到超分辨成像之中，实现直接光学重建的超分辨成像；将图像分类光神经网络应用到高通量流式成像之中，实现不依赖计算机计算的细胞分类。
