本報(bào)告系統(tǒng)探討了微分光學(xué)的基本原理，包括基于光子自旋霍爾效應(yīng)實(shí)現(xiàn)光學(xué)微分運(yùn)算，展示其在透明樣品無(wú)標(biāo)記顯微成像中的獨(dú)特優(yōu)勢(shì)。同時(shí)，提出一種高靈敏度微分干涉測(cè)量方法，在亞納米級(jí)位移探測(cè)和生物化學(xué)傳感中展現(xiàn)出顯著優(yōu)勢(shì)。進(jìn)一步地，基于微分干涉成像方法，可實(shí)現(xiàn)量子波函數(shù)重構(gòu)，為量子力學(xué)可視化提供了新途徑。該成像方法可在超低光子條件下工作，避免活體樣品的光損傷，在生物醫(yī)學(xué)研究中具有重要應(yīng)用潛力?？傊?，微分光學(xué)作為光學(xué)領(lǐng)域的重要分支，將在精密測(cè)量、顯微成像、生物傳感及量子力學(xué)基礎(chǔ)等領(lǐng)域發(fā)揮關(guān)鍵推動(dòng)作用。