清华大学电子工程系陆方教授团队在智能光子学领域取得重大突破,成功研制出首款亚埃级快照光谱成像芯片“宇恒”。该成果标志着我国智能光子技术在高精度成像测量领域迈出了新的一步,并发表在学术期刊《自然》上。基于智能光子原理,科研团队提出了一种可重构计算光学成像架构,改变了物理光谱在光子调制和计算重构过程中的传统局限性。通过探索随机干涉掩模和铌酸锂材料的电光重构特性,实现了高维光谱调制与高通量解调协同的计算,最终研制出“宇恒”芯片。 chip尺寸较小,约为2厘米×2厘米×0.5厘米,但可以在400-1000纳米的宽光谱范围内实现亚埃光谱分辨率和1000万像素空间分辨率的快照光谱成像。它可以在一次快照中同时获取全光谱和全空间信息,其分辨率能力提高了两个数量级。这将解决长期存在的无法同时实现光谱分辨率和成像吞吐量的问题,为高分辨率光谱成像开辟新的道路。方璐表示,“宇衡”克服了光谱成像系统的分辨率、效率和集成度问题,适用于军事情报、航空遥感、天文观测等领域。以天文观测为例,“玉衡”快照成像每秒可获得近万颗恒星的完整光谱,有望缩短百颗光谱巡天周期银河系中数十亿颗恒星从数千年到十年的时间。凭借其小型化设计,它还可以安装在卫星上,预计将在几年内创造出前所未有的宇宙光谱。