科技 | 全球首款，成功問世！我國芯片研制獲重大突破

據科技日報報道，清華大學電子工程系方璐教授團隊在智能光子領域取得重大突破，成功研制出全球首款亞埃米級快照光譜成像芯片“玉衡”，這一成果標志著我國智能光子技術在高精度成像測量領域達到了新的高度。相關研究成果已在線發表于國際知名學術期刊《自然》。

據了解，傳統光譜測量技術長期面臨光譜分辨率與成像通量之間的矛盾，這一難題一直未被攻克。方璐教授團隊基于智能光子原理，創新性地提出了可重構計算光學成像架構，將傳統物理分光的限制轉變為光子調制與計算重建的過程。通過深入研究隨機干涉掩膜與鈮酸鋰材料的電光重構特性，團隊實現了高維光譜調制與高通量解調的協同計算，最終成功研制出了“玉衡”芯片。

“玉衡”光譜成像芯片概念圖。圖片來源：清華大學

“玉衡”芯片體積小巧，尺寸僅為約 2 厘米 ×2 厘米 ×0.5 厘米，卻能在 400—1000 納米的寬光譜范圍內，實現亞埃米級光譜分辨率和千萬像素級空間分辨率的快照光譜成像，能夠在單次快照中同步獲取全光譜與全空間信息，其快照光譜成像的分辨能力較以往提升了兩個數量級，成功突破了光譜分辨率與成像通量無法兼得的長期瓶頸，為高分辨光譜成像技術開辟了新的發展方向。

方璐教授表示，“玉衡”芯片攻克了光譜成像系統在分辨率、效率與集成度方面的難題，具有廣泛的應用前景。例如，在天文觀測領域，“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周期從數千年縮短至十年以內。憑借其微型化設計，“玉衡”還可搭載于衛星，有望在數年內繪制出人類前所未有的宇宙光譜圖景。此外，“玉衡”芯片還可應用于機器智能、機載遙感等多個領域，為相關領域的發展帶來新的機遇和突破。

值得關注的是，在2013-2024年間，中國光電芯片行業專利公開數量持續攀升，2024年達1291項，較上年增長42項，技術創新的活力持續迸發。而“玉衡”芯片作為該領域的標志性成果，其相關專利布局與技術轉化，無疑將為我國光電芯片產業的高質量發展提供強勁動能。

來源：科技日報等

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