全球首款亚埃米级光谱精度，中国芯片领域再添硕果

抖音热门 2025年10月18日 19:31 0 aa

当全球科技界还在为突破1纳米的光谱成像精度绞尽脑汁时，我国清华大学的科研团队在前些天就成功研制出了领先世界的"玉衡"快照光谱成像芯片。

该芯片将光谱成像的精度推进到了亚埃米级，也就是0.1纳米以内，而这个尺度已经与最小的原子尺寸相当，可想而知其制造工艺和信息处理技术是多么的尖端。

示意图

所谓“快照光谱成像芯片”就是一种能够快速采集场景中光谱信息和像素信息的“拍照”芯片，其重点是光谱信息的采集。而每种物质都有其特定的光谱特征，那么通过采集到的光谱信息就能判断出画面中相应位置的物质构成，而这也正是卫星遥感的技术原理。

不同金属燃烧的颜色差异明显

再举个简单点的例子，就比如白炽灯泡的光线发黄，日光灯管的光线偏蓝，那么我们用眼睛观察其光线就能识别出两种灯具，而自然界中的光谱是十分复杂的，且不可见的居多，而且人眼的识别精度也不高，就比如阳光散射出的彩虹，我们只能识别出大概7种颜色，而"玉衡"芯片则能识别出超过7000种，而如此高的光谱识别精度在遥感观测、天文观测、医疗检测等领域也都将是跨时代的进步。

太阳光谱

相比于传统光谱成像逐帧扫描再合成的成像特点，"玉衡"采用了更为先进的智能光子调制快照技术，通过铌酸锂材料的特殊光电特性，将入射光转化为携带完整光谱信息的干涉信号，再通过独特算法实时解析这些复合信号，同步还原出光谱信息与像素信息。

示意图

这就使得其数据采集速度较传统技术提升了上百倍，且每秒可拍摄88次，单次快照的像素也突破了千万级大关，而这对于大规模数据采集来说意义重大，就比如对银河系恒星的光谱巡测，以前要数千年才能完成的工作量现在十年内就能完成，而且还有望为暗物质、黑洞等前沿物理研究提供前所未有的新视野，使得人类的星辰大海梦更加接近现实。

除了能够助力“星辰大海”，"玉衡"还与我们的个人健康息息相关，其超高精度的光谱识别能力可以侦测出人体血液以及组织中的细微异常，能够做到更早更精准的发现病症趋势并及时预防。