全球首款！清华玉衡芯片突破光谱成像数十年瓶颈，分辨率高100倍

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光谱成像领域有个卡了几十年的死结——想看清“颜色细节”，就拍不全画面；想拍全画面，细节又糊成一片。搞天文的测颗恒星光谱得等半天，做遥感的追个目标得调好几个小时参数。这个痛点，被我们中国科学家用一块小芯片给治了。

过去很长一段时间，光谱成像领域像被施了“紧箍咒”：传统技术靠物理分光，就像用筛子筛面粉——想筛出更细的粉（高光谱分辨率），就得换更小的筛孔，结果每次只能筛一点点（成像通量低）；想多筛点粉，筛孔就得变大，细节就没了。这导致光谱仪又大又笨，用在天文观测上，测银河系千亿颗恒星的光谱得花数千年；用在遥感卫星上，连个小目标的“颜色密码”都抓不全。全世界科学家都在找破局办法，一直没能有突破，直到清华大学方璐教授团队出手了。

他们没走“物理分光”的老路子，而是玩了把“计算光学”的新花样——提出可重构计算光学成像架构，把传统的“筛面粉”变成“用不同筛网组合，一次算出所有粉粒”。具体来说，团队挖了铌酸锂材料的“电光重构”特性，就像给芯片装了个“智能滤镜”，能快速切换不同的干涉图案，再通过算法把这些图案“拼”出高维光谱信息。

打个比方，传统光谱仪是拿固定镜头拍100张照片再拼，“玉衡”是拿100个动态镜头同时拍一张，直接算出所有细节。就这么一块2厘米×2厘米×0.5厘米的小芯片，在400—1000纳米的宽光谱范围里，既能看清亚埃米级（头发丝的百万分之一）的光谱细节，又能同时拍下千万像素的画面，彻底打破了“分辨率和通量不能兼得”的死局。

这一突破，直接让中国在高精度光谱成像领域位列世界的先进行列。按《自然》论文的数据，“玉衡”的快照光谱成像分辨能力比传统技术高了100倍，体积却小到能塞进卫星、无人机甚至手机。
以前，天文观测要“普查”银河系千亿颗恒星的光谱，得花数千年，现在有了“玉衡”，十年内就能干完；机载遥感追个森林火灾，以前得来回飞好几圈，现在“咔嚓”一张快照，连每片树叶的燃烧温度都能精准捕捉。再有，未来智能机器人识别物体、医疗设备测细胞成分，甚至手机拍张照就能分析食物营养——这些以前得靠大机器的事儿，小芯片都能搞定。

从被“卡脖子”到全球领先，这不是天上掉的馅饼，是中国科学家在实验室里“磨”出来的硬功夫。方璐团队用了整整五年，从材料特性挖到算法重构，把“不可能”变成“玉衡”。这不仅是一块芯片的突破，更是中国在智能光子领域“从0到1”的跨越。
在这里，也向每一位默默攻坚的科研人致敬，正是因为他们的“死磕”精神，让我们离更智能的未来，又近了一大步。