记者15日从清华大学获悉，该校电子工程系方璐教授团队在智能光子领域取得重大突破，成功研制出全球首款亚埃米级快照光谱成像芯片“玉衡”，标志着我国智能光子技术在高精度成像测量领域迈上新台阶。相关研究成果在线发表于学术期刊《自然》。
长期以来，传统光谱测量受限于分光采集与固化结构，光谱分辨率与成像通量间的固有矛盾始终是该领域未破解的科学难题。对此，科研团队基于智能光子原理，创新提出可重构计算光学成像架构，将传统物理分光限制转化为光子调制与计算重建过程。
通过挖掘随机干涉掩膜与铌酸锂材料的电光重构特性，团队实现高维光谱调制与高通量解调的协同计算，最终研制出“玉衡”芯片。“玉衡”芯片仅约2厘米×2厘米×0.5厘米，却可在400—1000纳米的宽光谱范围内，实现亚埃米级光谱分辨率、千万像素级空间分辨率的快照光谱成像，能在单次快照中同步获取全光谱与全空间信息，其快照光谱成像的分辨能力提升两个数量级，突破了光谱分辨率与成像通量无法兼得的长期瓶颈，为高分辨光谱成像开辟了新路径。
方璐表示，“玉衡”攻克了光谱成像系统的分辨率、效率与集成度难题，可广泛应用于机器智能、机载遥感、天文观测等领域，以天文观测为例，“玉衡”的快照式成像每秒可获取近万颗恒星的完整光谱，有望将银河系千亿颗恒星的光谱巡天周期从数千年缩短至十年以内，凭借微型化设计，它还可搭载于卫星，有望在数年内绘制出人类前所未有的宇宙光谱图景。
