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清华自研 “玉衡” 晶片登《自然》 全球首款亚埃米级光谱成像技术问世
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“玉衡”光谱成像晶片示意图。
（综合17日电）中国科研团队在自研光电晶片领域再创里程碑，清华大学电子工程系方璐教授团队近日宣布，成功研制出全球首款亚埃米级快照光谱成像晶片“玉衡”，在高精度光谱成像与智能光子技术上实现重大突破。相关成果已发表于国际顶级期刊《自然》，象徵中国在智能光子晶片自主研发领域达到世界领先水准。
研究显示，“玉衡”晶片体积仅约2×2×0.5公分，却能在400至1000奈米的宽光谱范围内，实现亚埃米级光谱分辨率与千万像素级空间解析度。该晶片采用一次快照即可同步获取全光谱与全空间资讯的设计，让光谱成像能力提升两个数量级，成功突破分辨率与成像通量无法兼得的技术瓶颈。
科研团队以智能光子学为理论核心，提出全新可重构计算光学架构，将传统物理分光过程转化为光子调制与计算重建。透过锂酸锂材料的电光重构特性与随机干涉掩膜设计，团队实现高维光谱调制与高通量解调的协同运算，成功打造出具有革命性意义的“玉衡”晶片。
研究团队领衔人方璐教授指出，“玉衡”不仅大幅提升光谱成像精度与效率，还具备高集成度与微型化特性，可广泛应用于机器智能、遥感监测、天文观测等前沿领域，“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。”
方璐强调，随著“玉衡”微型化量产与卫星搭载应用推进，中国有望在数年内绘制出人类首份全域宇宙光谱图景，成为推动天文观测与智能光电科技革命的重要力量。