10 月 16 日消息，據(jù)科技日報報道，清華大學電子工程系方璐教授團隊在智能光子領域取得重大突破，成功研制出全球首款亞埃米級快照光譜成像芯片“玉衡”，這一成果標志著我國智能光子技術在高精度成像測量領域達到了新的高度。相關研究成果已在線發(fā)表于國際知名學術期刊《自然》。

據(jù)了解，傳統(tǒng)光譜測量技術長期面臨光譜分辨率與成像通量之間的矛盾，這一難題一直未被攻克。方璐教授團隊基于智能光子原理，創(chuàng)新性地提出了可重構計算光學成像架構，將傳統(tǒng)物理分光的限制轉變?yōu)楣庾诱{(diào)制與計算重建的過程。通過深入研究隨機干涉掩膜與鈮酸鋰材料的電光重構特性，團隊實現(xiàn)了高維光譜調(diào)制與高通量解調(diào)的協(xié)同計算，最終成功研制出了“玉衡”芯片。

“玉衡”光譜成像芯片概念圖。圖片來源：清華大學

“玉衡”芯片體積小巧，尺寸僅為約 2 厘米 ×2 厘米 ×0.5 厘米，卻能在 400—1000 納米的寬光譜范圍內(nèi)，實現(xiàn)亞埃米級光譜分辨率和千萬像素級空間分辨率的快照光譜成像，能夠在單次快照中同步獲取全光譜與全空間信息，其快照光譜成像的分辨能力較以往提升了兩個數(shù)量級，成功突破了光譜分辨率與成像通量無法兼得的長期瓶頸，為高分辨光譜成像技術開辟了新的發(fā)展方向。

方璐教授表示，“玉衡”芯片攻克了光譜成像系統(tǒng)在分辨率、效率與集成度方面的難題，具有廣泛的應用前景。例如，在天文觀測領域，“玉衡”的快照式成像每秒可獲取近萬顆恒星的完整光譜，有望將銀河系千億顆恒星的光譜巡天周期從數(shù)千年縮短至十年以內(nèi)。憑借其微型化設計，“玉衡”還可搭載于衛(wèi)星，有望在數(shù)年內(nèi)繪制出人類前所未有的宇宙光譜圖景。此外，“玉衡”芯片還可應用于機器智能、機載遙感等多個領域，為相關領域的發(fā)展帶來新的機遇和突破。