院士牵头！唯一单位，发Nature！

2024-11-08

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11月7日，北京理工大学张军院士团队首创片上光谱复用感知架构，自主研制了国际首款百通道百万像素、高光谱实时成像器件，光能利用率创造世界最高记录。团队相关成果发表在Nature，文章题为“A broadband hyperspectral image sensor with high spatio-temporal resolution”。论文第一作者为北京理工大学边丽蘅教授、博士研究生王振、硕士研究生张宇哲，通讯作者为张军院士和边丽蘅教授，北京理工大学为唯一完成单位。

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图源：Nature官网

团队提出了片上光谱复用感知理论与技术，颠覆了传统几何分光、窄带测量、物理输出模式，实现了片上宽带异化调控的高光谱成像。团队自主研制了高光谱智能成像器件，将光能利用率由典型的不足25%跨越提升至74.8%。该器件仅重数十克，工作波段覆盖了可见光和近红外超宽波段（400-1700nm），具有国际领先的空-时-谱分辨率（1024×1024@124fps，96通道），拥有完全自主知识产权。

该器件在遥感探测、生命健康、智慧农业、工业自动化等领域展示了广阔的应用前景。在遥感探测领域，团队使用该器件拍摄了月球表面的高清光谱视频，在弱光环境下实现观测目标的动态远程监测，展示了该器件优异的光能利用率和时空谱分辨率；在生命健康领域，该器件实现了动态的血氧检测和水质污染分析；在智慧农业领域，该器件实现了高精度的叶绿素检测、糖度检测以及水果淤伤检测；在工业自动化方面，该器件实现了高精度的纺织物自动分拣。

该工作开辟了片上光学研究新领域，为下一代智能传感器发展提供了新方法，推动集成电路、电子信息、计算机、物理、材料等多学科的交叉融合发展，助力我国智能装备变轨超越和自立自强。该工作得到了国家自然科学基金委优秀青年科学基金、国家重大科研仪器研制专项、基础科学中心、面上基金等项目资助。

论文链接：

https://www.nature.com/articles/s41586-024-08109-1

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