科技日報北京10月15日電（記者華淩）記者15日從清華大學獲悉，該校電子工程系方璐教授團隊在智慧光子領域取得重大突破，成功研製出全球首款亞埃米級快照光譜成像晶片“玉衡”，標誌著我國智慧光子科技在高精度成像量測領域邁上新臺階。相關研究成果線上發表於學術期刊《自然》。
長期以來，傳統光譜量測受限於分光採集與固化結構，光譜分辯率與成像通量間的固有衝突始終是該領域未破解的科學難題。對此，科研團隊基於智慧光子原理，創新提出可重構計算光學成像架構，將傳統物理分光限制轉化為光子調製與計算重建過程。
通過挖掘隨機干涉掩膜與鈮酸鋰資料的電光重構特性，團隊實現高維光譜調製與高通量解調的協同計算，最終研製出“玉衡”晶片。“玉衡”晶片僅約2釐米×2釐米×0.5釐米，卻可在400—1000納米的寬光譜範圍內，實現亞埃米級光譜分辯率、千萬點數級空間分辯率的快照光譜成像，能在單次快照中同步獲取全光譜與全空間資訊，其快照光譜成像的分辨能力提升兩個數量級，突破了光譜分辯率與成像通量無法兼得的長期瓶頸，為高分辨光譜成像開闢了新路徑。
方璐表示，“玉衡”攻克了光譜成像系統的分辯率、效率與集成度難題，可廣泛應用於機器智慧、機載遙感、天文觀測等領域，以天文觀測為例，“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週期從數千年縮短至十年以內，憑藉微型化設計，它還可搭載於衛星，有望在數年內繪制出人類前所未有的宇宙光譜圖景。