Китайские учёные создали оптический чип для мгновенного анализа звёздных спектров

Исследователи из Университета Цинхуа разработали инновационный оптический чип Yuheng (Rafael), способный за секунду фиксировать спектры тысяч звёзд. Устройство размером с ноготь демонстрирует точность, ранее доступную только крупным лабораторным спектрометрам.

Ключевые характеристики чипа:

• Спектральное разрешение в 100 раз выше обычных систем;
• Способность различать цвета с разницей менее 0,1 нанометра;
• Пропускание 73% светового потока;
• Скорость обработки 88 кадров в секунду.

Технология основана на принципиально новом подходе: вместо физического разделения света чип кодирует весь поток через случайные интерференционные узоры с использованием кристалла ниобата лития, свойства которого изменяются под напряжением. Последующая обработка данных специальными алгоритмами позволяет реконструировать спектр.

Один снимок устройства может содержать спектры до 5600 звёзд со всеми пиками атомного поглощения. Это повышает эффективность астрономических наблюдений в 100-10 000 раз по сравнению с современными спектрометрами.

Потенциальные области применения:

• Ускоренное картографирование Млечного Пути (с тысяч лет до десятилетий);
• Неинвазивная медицинская диагностика;
• Мониторинг состояния почв в сельском хозяйстве;
• Системы распознавания для беспилотного транспорта.

На текущем этапе разработчики работают над повышением стабильности чипа и его интеграцией в существующие системы. Планируются испытания на телескопе Gran Telescopio Canarias в Испании для исследования звёзд, галактик, тёмной материи и чёрных дыр.

Технология демонстрирует потенциал миниатюрных оптических систем для решения задач, традиционно требующих громоздкого и дорогостоящего оборудования.