日前，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，其光能利用率创造了世界纪录。相关成果日前在《自然》期刊发表。
据介绍，光谱被称为“光基因”，代表了光信号在不同波段的强度分布。高光谱成像技术能够同时获取目标的空间结构信息和数十甚至上百个波段的光谱信息，精准识别目标材质特征，从而实现复杂环境精准辨识，在卫星遥感、深空探测、新质装备等诸多领域具有重大应用，是世界各国竞相追逐的研究热点与难点。然而，现有高光谱成像技术受限于传统模式，分辨率和光能利用率不高，系统体积大、重量重、难集成，严重制约了其在重大领域的发展和应用。
面向未来智能化、轻量化探测需求，团队建立了片上光谱复用感知架构。该架构颠覆传统方法，实现从复杂系统到集成器件的革新；颠覆传统物理测量输出模式，通过智能计算实现高分辨率高光谱成像。基于此架构，团队攻克了大规模高分辨光谱重建等一系列关键技术，自主研制了国内首款百通道百万像素高光谱实时成像器件，将光能利用率由不足25%跨越提升至74.8%，创造了世界纪录。
该器件在遥感探测、生命健康、智慧农业等领域展示了广阔的应用前景。这项成果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。