近日，清華大學(xué)電子工程系黃翊東教授團隊崔開宇副教授帶領(lǐng)學(xué)生在超光譜成像芯片的研究中取得重要進展，研制出國際首款實時超光譜成像芯片，相比已有光譜檢測技術(shù)實現(xiàn)了從單點光譜儀到超光譜成像芯片的跨越，期刊《科學(xué)》（Science）綜述論文“光譜儀的小型化”（“Miniaturization of Optical Spectrometers”）將這一超光譜成像芯片技術(shù)列為該領(lǐng)域最新的研究成果。 *yez:qnx  
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光譜作為物質(zhì)的指紋，光譜成像可以獲取成像視場內(nèi)各像素點物質(zhì)的組分和含量，為智能感知技術(shù)開拓了一個新的信息維度，在工業(yè)自動化、智慧醫(yī)療、機器視覺、消費電子等諸多領(lǐng)域有著巨大的應(yīng)用需求。然而傳統(tǒng)基于分光原理的單點光譜儀體積龐大，已有的光譜成像技術(shù)一般只能采用逐點逐行掃描或波長掃描的模式，無法獲取視野場景中各像素點高精度的實時光譜信息。 HdNnUDb$B  
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該成果研制的國際首款實時超光譜成像芯片如圖1所示。通過硅基超表面實現(xiàn)對入射光的頻譜域調(diào)制，利用CMOS圖像傳感器完成頻譜域到電域的投影測量，再采用壓縮感知算法進行光譜重建，并進一步通過超表面的大規(guī)模陣列集成實現(xiàn)實時光譜成像。該款實時超光譜成像芯片將單點光譜儀的尺寸縮小到百微米以下，空間分辨率超過15萬光譜像素，即在0.5 cm2芯片上集成了15萬個微型光譜儀，可快速獲得每個像素點的光譜，工作譜寬450~750 nm，分辨率高達0.8nm。 izuF !
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研究團隊與清華大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系洪波教授團隊合作，基于該實時超光譜成像芯片首次測量了活體大鼠腦部血紅蛋白及其衍生物的特征光譜的動態(tài)變化，時間分辨率高達30Hz。通過實時光譜成像，可獲取大鼠腦部不同位置的動態(tài)光譜變化情況，結(jié)合血紅蛋白的特征吸收峰，分析獲取對應(yīng)血管區(qū)和非血管區(qū)血紅蛋白含量的變化情況，并可利用神經(jīng)血氧耦合的機制得出腦部神經(jīng)元的活躍狀態(tài)。 L'E^c,-x~  
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