清華大學電子工程系方璐教授團隊在智能光子領域實現關鍵技術突破，成功研發出全球首枚亞埃米級快照光譜成像芯片“玉衡”。這項成果標志著我國在高精度光譜成像技術領域達到國際領先水平，相關研究論文已在國際頂級學術期刊《自然》在線發表。

傳統光譜成像技術長期面臨分辨率與成像效率的矛盾：提高光譜精度往往犧牲成像速度，提升成像通量則導致光譜分辨率下降。方璐團隊通過重構計算光學成像體系，將物理分光過程轉化為光子調制與計算重建的協同機制，創新性地利用鈮酸鋰材料的電光重構特性與隨機干涉掩膜技術，實現了高維光譜調制與高通量解調的并行計算。

這款命名為“玉衡”的芯片尺寸僅為2厘米×2厘米×0.5厘米，卻能在400-1000納米寬光譜范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。其核心突破在于單次快照即可同步捕獲全光譜與全空間信息，將光譜成像的分辨能力提升百倍，徹底打破了傳統技術中光譜精度與成像效率不可兼得的行業瓶頸。

研究團隊介紹，“玉衡”芯片通過光子級計算重構，在微型化設計中集成了傳統大型光譜儀的核心功能。實驗數據顯示，該芯片在天文觀測應用中展現出驚人性能：每秒可獲取近萬顆恒星的全光譜數據，使銀河系千億顆恒星的光譜巡天周期從數千年壓縮至十年以內。這種高效成像能力結合其毫米級尺寸，為衛星搭載提供了可能，未來有望在數年內完成人類歷史上最完整的宇宙光譜圖譜繪制。

除天文領域外，“玉衡”芯片在機器視覺、遙感監測等場景同樣具有革命性應用價值。其突破性的光譜-空間信息同步獲取能力，可為工業檢測提供微米級缺陷識別，在環境監測中實現大氣成分實時分析。方璐教授指出，該技術通過計算光學架構創新，成功解決了高精度光譜成像系統的分辨率、效率與集成度三大核心難題，為智能光子技術開辟了全新的發展路徑。