這是一個很大的問題，我拋磚引玉吧

從我粗略的認識來看，這個問題至少涉及了3個諾獎

1999年的化學獎、2008年的化學獎、2014年的化學獎

時間和空間是光學非常重要的概念，有時候還可以相互轉化，這其實是兩種不同的技術路線

1. 空間分辨力

從空間角度講，又分近場和遠場

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

如果是遠場，受到衍射J限的限制。通常分辨力用瑞利判據或者PSF的FWHM來評價，一般不會超過波長量級。2014年諾貝爾化學獎頒給了超分辨熒光顯微成像。之所以是化學獎，我個人認為，可能是由于在這個過程中借助了熒光分子，而不是純粹的物理手段實現的遠場超分辨。本質上光學顯微鏡的超分辨，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到遠超光學顯微鏡的分辨力水平。

PALM/STORM都是用時間換空間的技術，但是分辨力應該很難超過STED。STED需要很強的猝滅光，理論上猝滅光足夠強就可以達到足夠高的分辨力，但是也會伴隨著更強的光毒性和損傷。國內席鵬老師應該是做的非常有影響力的，據我不完全了解，可以做到20nm以下的分辨率。另外比較強勢的應該是，Stefan Hell大佬的MINFLUX，結合了STED、PALM、STORM的一些技術特點，可以達到10nm以下的分辨力。

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

2. 時間分辨力

在空間分辨力部分，會看到很多用時間換空間的技術手段，實際上時間和空間就是可以相互轉化的。

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時間尺度發生的事件，但是如果我們把兩個事件之間的時間間隔調控到不同的時間尺度，然后反復觀測，就可以得到在一段J短時間窗口內發生的一些化學變化。一個fs對應300nm，也就是說，如果兩個脈沖光傳播的空間距離，可以控制在亞微米水平，就可以實現fs時間尺度內現象的觀測。也就是泵浦-探測。除了fs以外，還會有阿秒物理，但是這種時間尺度的問題，就遠遠超出我的認知了。

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時間尺度的光的傳播。[1]

光傳輸的超快成像

參考：

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