中国の名門校、清華大学電子工程学科の方璐教授が率いる研究チームは、再構成可能な計算光学イメージングアーキテクチャーを初めて開発し、高分解能分光イメージングチップ「玉衡」の製造に成功しました。これにより、サブオングストローム級の分光分解能と、1000万画素級の空間分解能を備えたスナップショット分光イメージングを実現しました。「玉衡」は分光イメージングシステムの分解能、効率、集積度など一連の難題を乗り越え、機械知能、航空機搭載リモートセンシング、天文観測などの分野に幅広く応用できるため、暗黒物質、ブラックホールなど基礎物理の最先端研究にこれまでにない新たな視野を提供すると期待されています。関連する研究成果は10月15日に国際学術誌「ネイチャー」にオンラインで掲載されました。

方教授はこの研究について、「計算光学イメージアーキテクチャーの再構成を提案し、物理的な分光学的限界を光子変調と再構成プロセスに転換した。ランダム干渉マスクとリチウムニオブ酸塩材料の電気工学再構成特性を掘り起し、高次元分光変調と高スループット復調の協調計算を実現した」と紹介しました。研究チームはサブオングストローム級高分解能分光イメージングチップ「玉衡」を開発し、波長次元でのスループット犠牲を伴わず、各画素が完全な分光情報を取得できるようになり、スナップショット分光イメージングの分解能を2桁向上させ、分光分解能とイメージングスループットの両立が困難だった長年のボトルネックを突破したとのことです。

従来の大型でデータ収集速度が遅い高分解能分光装置とは異なり、「玉衡」はわずか2センチ×2センチ×0.5センチのサイズで、400～1000ナノメートルの広いスペクトル範囲内でサブオングストローム級のスペクトル分解能と1000万画素級の空間分解能を備えたスナップショット分光イメージングを実現できるとのことです。（提供/CRI）