清华大学研发光谱成像芯片 智能光子技术取得重大突破

清华大学电子工程系方璐教授团队在智能光子技术领域实现重大突破，成功研制出全球首款具备亚埃米级分辨率的快照光谱成像芯片"玉衡"。该芯片尺寸仅为2厘米×2厘米×0.5厘米，在400-1000纳米宽光谱范围内同时实现亚埃米级光谱分辨率与千万像素级空间分辨率，其快照成像能力较传统技术提升两个数量级，突破了光谱分辨率与成像通量长期难以兼顾的技术瓶颈。

“玉衡”光谱成像芯片概念图

研究团队创新提出可重构计算光学成像架构，将传统依赖物理分光的模式转变为光子调制与计算重建相结合的新路径。通过充分利用随机干涉掩膜与铌酸锂材料的电光重构特性，团队实现了高维光谱调制与高通量解算的协同处理，最终完成这一突破性芯片的研制。该技术标志着我国在高精度成像测量领域已迈入国际前沿。

可重构计算光学成像架构

"玉衡"芯片的成功研制攻克了光谱成像系统在分辨率、效率与集成度方面的核心难题。方璐教授指出，该技术在机器智能、机载遥感、天文观测等领域具有广泛应用前景。以天文观测为例，"玉衡"芯片每秒可捕获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大幅缩短至十年以内。

该芯片的微型化设计还便于卫星搭载，未来几年内或可绘制出前所未有的宇宙光谱全息图景。这项突破不仅为高分辨光谱成像开辟了全新发展方向，更展现了我国在高端芯片设计与智能光子技术领域的创新实力。