近日，清華大學(xué)電子工程系黃翊東教授課題組的副教授崔開(kāi)宇、博士生熊健、博士后蔡旭升等人的論文《基于可重構(gòu)超表面的實(shí)時(shí)超光譜成像芯片及動(dòng)態(tài)腦光譜獲取》（Dynamic brain spectrum acquired by a real-time ultraspectral imaging chip with reconfigurable metasurfaces）于美國(guó)光學(xué)學(xué)會(huì)旗艦期刊Optica上發(fā)表。
光譜是物質(zhì)的指紋，實(shí)時(shí)光譜成像可獲取成像視場(chǎng)內(nèi)各像素點(diǎn)的動(dòng)態(tài)光譜，將為人工智能及感知技術(shù)開(kāi)拓一個(gè)新的信息維度，在諸多領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用需求。
本工作研制成功了國(guó)際首款實(shí)時(shí)超光譜成像芯片：提出基于圖像自適應(yīng)的可重構(gòu)超表面超晶胞，通過(guò)超表面單元結(jié)構(gòu)的空分復(fù)用，解決了計(jì)算光譜難以兼顧頻譜分辨率和空間分辨率的局限；在實(shí)驗(yàn)上成功制備出的國(guó)際首款實(shí)時(shí)超光譜成像芯片，將單點(diǎn)光譜儀的尺寸縮小到百微米以下，空間分辨率超過(guò)15萬(wàn)像素，即在0.5 cm2芯片上集成了15萬(wàn)個(gè)微型光譜儀，可快速獲得每個(gè)像素點(diǎn)的光譜，工作譜寬450-750nm，分辨率高達(dá)0.8nm；使用實(shí)時(shí)超光譜成像芯片首次測(cè)量了活體大鼠腦部血紅蛋白及其衍生物的特征光譜的動(dòng)態(tài)變化，時(shí)間分辨率可達(dá)30Hz，可進(jìn)一步利用神經(jīng)血氧耦合的機(jī)制得出腦部神經(jīng)元的活躍狀態(tài)。
作為一種非侵入式的檢測(cè)手段，展示出光譜成像芯片在實(shí)時(shí)傳感領(lǐng)域的巨大潛力。相關(guān)工作已創(chuàng)立成果轉(zhuǎn)化企業(yè)“北京與光科技有限公司”。
2020年10月15日與光科技正式揭牌
