據(jù)清華新聞網報道，最近幾天，清華大學電子工程系崔教授，黃益東教授團隊帶領學生在超表面高光譜成像芯片方面取得重要進展，研制出全球首個實時高光譜成像芯片，與現(xiàn)有光譜探測技術相比，實現(xiàn)了從單點光譜儀到高光譜成像芯片的跨越這種高光譜成像芯片技術在《科學》雜志的綜述論文《光譜儀小型化》中被列為該領域的最新研究成果

通過硅基超曲面實現(xiàn)入射光的光譜域調制，通過CMOS圖像傳感器完成光譜域到電域的投影測量，然后通過壓縮感知算法進行光譜重構，進一步通過超曲面的大規(guī)模陣列集成實現(xiàn)實時光譜成像這種實時高光譜成像芯片將單點光譜儀的尺寸縮小到100微米以下，空間分辨率超過15萬個光譜像素，即在一塊0.5 cm2的芯片上集成了15萬個微型光譜儀，可以快速獲取每個像素的光譜，工作光譜寬度為450~750 nm，分辨率高達0.8nm

研究團隊與清華大學生物醫(yī)學工程系洪波教授合作基于這種實時高光譜成像芯片，首次測量了活體大鼠腦內血紅蛋白及其衍生物特征光譜的動態(tài)變化，時間分辨率高達30Hz通過實時光譜成像，可以獲得大鼠大腦不同部位的動態(tài)光譜變化結合血紅蛋白的特征吸收峰，可以分析相應血管區(qū)和非血管區(qū)血紅蛋白含量的變化，利用神經—氧合耦合的機制，進一步得到大腦神經元的活動狀態(tài)

進一步，團隊提出了自由形態(tài)超原子的超表面設計方法，突破了規(guī)則形態(tài)超表面設計的局限，開發(fā)了基于自由形態(tài)超原子的超表面光譜成像芯片，實現(xiàn)了更好的光譜成像性能寬光譜光和窄光譜光的測量和重建結果表明，窄光譜光重建中心波長的標準差僅為0.024 nm24色標準色卡的平均光譜重建保真度達到98.78%這項研究工作進一步提高了超表面光譜成像芯片的性能，促進了未來光譜成像芯片的發(fā)展及其在實時傳感領域的應用

據(jù)說這項成果的實時高光譜成像芯片是微納光電子和光譜技術的深度交叉融合作為光譜技術的顛覆性進展，在實時傳感領域顯示出巨大的應用潛力，相關成果已經產業(yè)化

上述研究成果以基于可重構超曲面和動態(tài)腦頻譜采集的實時高光譜成像芯片為題發(fā)表在《光學設計》雜志上同時，該研究成果也發(fā)表在《激光與光子學評論》本工作得到了科技部R&D重點項目，國家自然科學基金，北京市科技計劃，北京市自然科學基金，北京量子信息前沿科學中心和北京量子信息科學研究所的支持

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