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能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”,標誌著我國智能光子技術在高精度成像測量領域邁上新臺階。相關研究成果線上發表於學術期刊《自然》。
科研團隊基於智能光子原理,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材料的電光重構特性,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,實現亞埃米級光譜解析度、千萬像素級空間解析度的快照光譜成像,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,突破了光譜解析度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解析度、效率與集成度難題,可廣泛應用於機器智能、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,有望在數年內繪製出人類前所未有的宇宙光譜圖景。
來源:中國科技日報