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[认识百位计算成像大牛-8] 清华大学-曹良才-长江|全息光学成像与显示

「相信大家在学习计算成像、计算摄像、光场成像和智能视觉时，常常会遇到一个问题：“这个领域到底有哪些代表性团队？他们解决了什么关键科学问题？又是沿着什么路线一步步发展起来的？”因此，了解计算成像领域的“大牛”们显得尤为重要。我们推出这个“计算成像领域大牛”专栏，旨在为大家梳理和介绍计算成像、智能成像、计算光学和光电计算等方向国内外的一些顶尖学者，希望能为大家的学习和研究提供参考和启发。」

 

就职机构

 

曹良才，清华大学精密仪器系教授、博士生导师，教育部长江学者特聘教授，SPIE Fellow 和 Optica Fellow，现任清华大学精密仪器系副系主任。曹良才老师长期从事全息光学成像与显示研究，主要方向包括全息三维显示、数字全息成像、相干光场调控和光学信息处理。2005 年在清华大学获得光学工程博士学位后留校任教，曾于 2009 年在美国加州大学圣克鲁兹分校、2014 年在美国麻省理工学院访问研究。早期工作从体全息存储、全息相关器和光学信息处理展开，2013 年前后逐步转向全息成像和全息显示，近年则持续推进计算全息图生成、无透镜成像、定量相位成像、空间光调制器和 4K 全息显示等方向。

 

 

个人荣誉

 

  1. 2021年：教育部长江学者特聘教授。
  2. 2005 年：获北京市科学技术一等奖。
  3. 2013 年：获北京市科学技术一等奖。
  4. 2013 年：获清华大学学术新人奖。
  5. 2018 年：获清华大学先进工作者。
  6. 2019 年：当选 SPIE Fellow。
  7. 2020 年：当选 Optica Fellow。
  8. 2020 年：获中国仪器仪表学会技术发明一等奖。
  9. 2021 年：获中国激光杂志社“播光人奖”。
  10. 2022 年：获清华大学先进工作者。
  11. 2023 年：获清华大学刘冰奖。
  12. 2024 年：受聘担任《光学精密工程》主编。
主要经历

 

• 教育经历：

 

  • 1995 年 9 月-2001 年 7 月：哈尔滨工业大学物理系，获物理学士和光学硕士学位。
  • 2001 年 9 月-2005 年 7 月：清华大学精密仪器系，获光学工程博士学位。
• 职业经历：

 

  • 2005 年 8 月至今：清华大学精密仪器系光电工程研究所，历任助理研究员、副教授、教授。
  • 2009 年 1 月-2009 年 12 月：美国加州大学圣克鲁兹分校电子工程系访问学者。
  • 2014 年 1 月-2014 年 12 月：美国麻省理工学院机械工程系访问学者。
  • 现任清华大学精密仪器系副系主任、清华大学精密仪器系教授、博士生导师。
  • 2024 年起：担任《光学精密工程》主编。

曹良才老师的研究路线里，全息一直是一个很稳定的主轴。博士阶段和早期任教阶段，他主要做体全息存储、体全息相关器和光学计算，关注全息介质中的信息记录、匹配和处理；之后围绕全息显示和数字全息成像，逐步把计算传播模型、相位型空间光调制器、压缩感知、深度学习和超表面器件放到一起做。

经典论文与代表性工作

 

这块我们主要根据自己的理解和个人兴趣来整理的，所以主观性比较强，大家自行判断哈。下面按照 Google Scholar 高引论文整理，优先保留曹良才老师在全息成像、全息显示、空间光调制、超表面成像、无透镜成像和定量相位成像方向的代表性工作，引用量来自 Google Scholar，统计时间为 2026 年 5 月 25 日。

 

[1] Zhao Y, Cao L, Zhang H, Kong D, Jin G. Accurate calculation of computer-generated holograms using angular-spectrum layer-oriented method[J]. Optics Express, 2015, 23(20): 25440-25449.（这篇提出基于角谱的分层计算全息方法，用于更准确地计算具有深度结构的计算全息图，是曹良才老师团队 CGH 算法方向的高引代表作。引用量 427，截至 2026 年 5 月 25 日。）

[2] Li X, Ren H, Chen X, Liu J, Li Q, Li C, Xue G, Jia J, Cao L, Sahu A, et al. Athermally photoreduced graphene oxides for three-dimensional holographic images[J]. Nature Communications, 2015, 6: 6984.（这篇利用光还原氧化石墨烯实现三维全息图像，材料调制和全息显示结合得很紧，是曹良才老师参与的高被引全息显示工作之一。引用量 380，截至 2026 年 5 月 25 日。）

[3] Jiang Q, Jin G, Cao L. When metasurface meets hologram: principle and advances[J]. Advances in Optics and Photonics, 2019, 11(3): 518-576.（这篇综述梳理超表面全息的原理和进展，连接纳米结构相位调控、全息显示和光场调制，是理解曹良才老师团队在全息器件与显示方向布局的重要入口。引用量 330，截至 2026 年 5 月 25 日。）

[4] Zhang W, Cao L, Brady D J, Zhang H, Cang J, Zhang H, Jin G. TWin-Image-Free Holography: A Compressive Sensing Approach[J]. Physical Review Letters, 2018, 121(9): 093902.（这篇把压缩感知用于同轴全息中的孪生像抑制，从单幅全息图恢复无孪生像结果，是数字全息反问题方向很有代表性的工作。引用量 319，截至 2026 年 5 月 25 日。）

[5] Huang Z, Cao L. Quantitative phase imaging based on holography: trends and new perspectives[J]. Light: Science & Applications, 2024, 13: 145.（这篇系统梳理基于全息的定量相位成像，覆盖数字全息、相位恢复、全息复用和光学衍射层析等方向，也能看到曹良才老师团队近年在数字全息成像和相位测量上的研究重心。引用量 264，截至 2026 年 5 月 25 日。）

[6] Wu J, Liu K, Sui X, Cao L. High-speed computer-generated holography using an autoencoder-based deep neural network[J]. Optics Letters, 2021, 46(12): 2908-2911.（这篇用自编码网络生成相位型全息图，把物理衍射传播放进网络解码部分，实现高速 4K 分辨率全息图生成，是学习型 CGH 路线中的代表性工作。引用量 262，截至 2026 年 5 月 25 日。）

[7] He Z, Sui X, Jin G, Cao L. Progress in virtual reality and augmented reality based on holographic display[J]. Applied Optics, 2019, 58(5): A74-A81.（这篇综述面向 VR/AR 场景中的全息显示进展，讨论 CGH、空间光调制和近眼显示等问题，是曹良才老师团队全息显示应用方向的代表性文章。引用量 242，截至 2026 年 5 月 25 日。）

[8] Wu J, Zhang H, Zhang W, Jin G, Cao L, Barbastathis G. Single-shot lensless imaging with Fresnel zone aperture and incoherent illumination[J]. Light: Science & Applications, 2020, 9: 53.（这篇提出基于 Fresnel zone aperture 的单次曝光无透镜成像，在非相干照明下结合压缩感知处理孪生像问题，是全息重建思想走向轻薄成像结构的重要工作。引用量 223，截至 2026 年 5 月 25 日。）

[9] Shen Z, Zhao F, Jin C, Wang S, Cao L, Yang Y. Monocular metasurface camera for passive single-shot 4D imaging[J]. Nature Communications, 2023, 14: 1035.（这篇利用单目超表面相机实现被动单次曝光 4D 成像，把超表面编码和计算重建结合起来，是曹良才老师参与的超表面计算成像代表作。引用量 205，截至 2026 年 5 月 25 日。）

[10] Liu K, Wu J, He Z, Cao L. 4K-DMDNet: diffraction model-driven network for 4K computer-generated holography[J]. Opto-Electronic Advances, 2023, 6(5): 220135-1-220135-13.（这篇提出面向 4K CGH 的衍射模型驱动网络，把物理传播模型和神经网络训练结合起来，服务于高分辨率全息图的快速生成。引用量 159，截至 2026 年 5 月 25 日。）

个人主页

 

清华大学精密仪器系个人主页：

 

https://faculty.dpi.tsinghua.edu.cn/caoliangcai/zh_CN/index.htm

清华大学精密仪器系研究概况：

https://faculty.dpi.tsinghua.edu.cn/caoliangcai/zh_CN/zdylm/14049/list/index.htm

清华大学精密仪器系论文列表：

https://faculty.dpi.tsinghua.edu.cn/caoliangcai/zh_CN/zhym/14616/list/index.htm

Hololab 实验室主页：

http://www.holoddd.com/

SPIE Profile：

https://www.spiecareercenter.org/profile/caoliangcai

访谈及讲座

 

[1] Light People – Professor Liangcai Cao（完整人物访谈，涉及体全息存储、光学计算、全息成像、全息显示以及 2019 年 SPIE Fellow、2020 年 Optica Fellow 等经历）：https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10241788/

 

 

参考文献

 

[1] 清华大学精密仪器系-曹良才个人主页：https://faculty.dpi.tsinghua.edu.cn/caoliangcai/zh_CN/index.htm

 

[2] 清华大学精密仪器系-曹良才研究概况：https://faculty.dpi.tsinghua.edu.cn/caoliangcai/zh_CN/zdylm/14049/list/index.htm

[3] 清华大学精密仪器系-曹良才个人简历与荣誉：https://faculty.dpi.tsinghua.edu.cn/caoliangcai/zh_CN/article/13486/content/2311.htm

[4] 清华大学精密仪器系-曹良才论文列表：https://faculty.dpi.tsinghua.edu.cn/caoliangcai/zh_CN/zhym/14616/list/index.htm

[5] 中关村论坛-曹良才嘉宾页：https://www.zgcforum.com.cn/zh2024/review/guest/g2023/7835

[6] SPIE Profile-Liangcai Cao：https://www.spiecareercenter.org/profile/caoliangcai

[7] Light People-Professor Liangcai Cao：https://pmc.ncbi.nlm.nih.gov/articles/PMC10241788/

 

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