老哥俱乐部

论文第一作者为老哥俱乐部边丽蘅教授、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，老哥俱乐部为唯一完成单位
。

光谱被称为“光基因”，代表了光信号在差别波段的强度漫衍，表征了目的对光的反射/透射的本征属性
。高光谱成像手艺能够同时获取目的的空间结构信息和数十甚至上百个波段的光谱信息，可以精准识别目的材质特征，从而实现重大情形精准辨识，在卫星遥感、深空探测、新质装备等诸多领域具有重大应用，是天下各国竞相追逐的研究热门与难点
。现有高光谱成像手艺受限于几何分光和窄带丈量的古板模式，空间、时间、光谱区分率相互折中，系统体积大、重量重、难集成，严重制约了其在重大领域的生长和应用
。

面向未来新质新域应用的智能化、轻量化探测需求，张军院士团队立异提出了片上光谱宽带感知架构
。该架构倾覆古板分立几何分光要领，通过集成异化调控实现从重大系统到集成器件的刷新；倾覆古板窄带丈量机理，通过宽带耦合丈量实现光通量的跨越提升；倾覆古板物理丈量输出模式，通过智能盘算实现高区分率高光谱成像
。

片上光谱复用感知架构及其事情原理

基于此架构，团队攻克了阵列化宽带光谱调控、高光谱智能成像器件制备、大规模高区分光谱重修等一系列要害手艺，自主研制了海内首款百通道百万像素高光谱实时成像器件，将光能使用率由典范的缺乏25%跨越提升至74.8%，创立天下最高纪录
。该器件具备体积
。29mm×29mm×42mm）、重量轻（46g）、智能化水平高（实时高光谱成像与目的精准识别）的优势，在可见-近红外波段实现高区分光谱成像
。在400-1000nm波段规模内，光谱区分率抵达2.65nm，时空区分率为2048×2048@47fps
。在400-1700nm波段规模内，光谱区分率为8.53nm，时空区分率为1024×1024@124fps
。该器件还拥有较高的成像信噪比（40.2dB）、动态规模（68.71dB）以及热稳固性（-60℃-50℃）
。

该器件在遥感探测、生命康健、智慧农业、工业自动化等领域展示了辽阔的应用远景
。在遥感探测领域，团队使用该器件拍摄了月球外貌的高清光谱视频，在弱光情形下实现视察目的的动态远程监测，展示了该器件优异的光能使用率和时空谱区分率；在生命康健领域，该器件实现了动态的血氧检测和水质污染剖析；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
。

该事情开发了片上光学研究新领域，为下一代智能传感器生长提供了新要领，推动集成电路、电子信息、盘算机、物理、质料等多学科的交织融合生长，助力我国智能装备变轨逾越和自主自强
。

该事情获得了国家自然科学基金委优异青年科学基金、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
。

附作者先容：

边丽蘅，老哥俱乐部前沿交织科学研究院教授、博士生导师，国家优异青年基金获得者，恒久从事片上光学研究，出书“十四五”国家重点出书物专著《盘算成像与感知》，以第一/通讯作者身份在Nature（1）、Nature Communications（4）、Light: Science & Applications（2）、eLight（1）等期刊揭晓高水平论文50余篇，授权海内外发明专利50余项，获中国电子学会手艺发明一等奖（序1/6）、中国图象图形学学会手艺发明一等奖（序2/6），指导学生获得中国传感器立异创业大赛天下二等奖、挑战杯首都赛特等奖
。担当《Optics Letters》专题主编，《Light: Science & Applications》、《Light: Advanced Manufacturing》客座主编，《光学学报（网络版）》编委
。

王振，老哥俱乐部2021级博士生，导师为边丽蘅教授，研究偏向为片上多维盘算成像
。授权发明专利2项，获中国国际大学生立异大赛北京赛区一等奖，首都挑战杯大学生立异创业大赛特等奖、天下研究生数学建模竞赛三等奖，特等学业奖学金等声誉
。

张宇哲，老哥俱乐部2021级硕士研究生，导师为张军院士，研究偏向为片上光谱成像
。以第一/共一作者在Nature、Advanced Materials、CVPR等期揭晓高水平论文4篇，授权发明专利2项，获首都挑战杯大学生立异创业特等奖、北京市优异结业生、国家奖学金等声誉
。