清華研發光譜成像晶片

清華大學研發全球首款亞埃米級分辨率光譜成像芯片「玉衡」

清華大學電子工程系方璐教授團隊在智能光子技術領域取得重大突破，成功研製出全球首款具備亞埃米級分辨率的快照光譜成像芯片——「玉衡」。該芯片尺寸僅為2厘米×2厘米×0.5厘米，體積小巧卻性能卓越，在400-1000奈米寬光譜範圍內，同時實現亞埃米級光譜分辨率與千萬像素級空間分辨率，其快照成像速度較傳統技術提升兩個數量級，突破了長期以來光譜分辨率與成像通量難以兼顧的技術瓶頸。

「玉衡」光譜成像芯片概念圖

創新可重構計算光學架構　實現高通量光譜重建

研究團隊提出全新的可重構計算光學成像架構，打破傳統依賴物理分光的模式，轉向結合光子調制與計算重建的新技術路徑。通過隨機干涉掩膜與鈮酸鋰材料的電光重構特性，實現高維光譜調制與高效解算的協同處理，成功完成這款突破性芯片的研製。此技術標誌著中國在高精度成像測量領域已躋身國際前沿。

可重構計算光學成像架構

應用前景廣泛　大幅提升天文光譜巡天效率

「玉衡」芯片解決了光譜成像系統在分辨率、效率與集成度方面的核心挑戰。方璐教授指出，該技術在機器智能、機載遙感與天文觀測等領域具有極大應用潛力。以天文觀測為例，該芯片每秒可捕獲近萬顆恆星的完整光譜，有望將銀河系數千億顆恆星的光譜巡天週期從數千年大幅縮短至十年以內。

微型化設計利於衛星搭載　未來可繪製宇宙光譜全息圖景

得益於其微型化設計，「玉衡」芯片易於搭載於衛星平台，未來幾年內有望實現大規模太空部署，繪製前所未有的宇宙光譜全息圖景。這項突破不僅為高分辨率光譜成像開闢全新發展方向，更展現了中國在高端芯片設計與智能光子技術領域的自主創新實力。