清华大学电子工程系方璐教授团队成功研制出全球首款亚埃米级快照光谱成像芯片“玉衡”,相关成果发表于《自然》。
该芯片基于智能光子原理,提出可重构计算光学成像架构,利用随机干涉掩膜与铌酸锂材料的电光重构特性,实现高维光谱调制与高通量解调的协同计算。
“玉衡”芯片尺寸约为2厘米×2厘米×0.5厘米,在400—1000纳米光谱范围内实现亚埃米级光谱分辨率和千万像素级空间分辨率的快照成像,单次快照可同步获取全光谱与全空间信息,成像分辨能力较以往提升两个数量级。
该技术突破了传统光谱测量中光谱分辨率与成像通量难以兼顾的瓶颈,解决了光谱成像系统在分辨率、效率与集成度方面的关键难题。
在天文观测领域,“玉衡”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内,并可通过卫星搭载在数年内绘制高精度宇宙光谱图景。
此外,该芯片还可应用于机器智能、机载遥感等多个领域,具备广泛的实用前景和发展潜力。
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