近日，东南大学电子科学与工程学院倪振华、吕俊鹏教授团队在光电子领域国际顶级期刊《PhotoniX》（《智汇光学》，IF = 19.1）发表了题为《Miniaturized computational dispersion‑engineered silicon photonic vernier caliper spectrometer》（《小型化计算型色散工程硅光游标光谱仪》）的重要研究成果，并被主编推荐为Feature Article。
电子科学与工程学院本科生邓皓，林曈副教授为共同第一作者，林曈，吕俊鹏教授为共同通讯作者。文章的研究成果源于本科生校级SRTP重点项目和国家级SRTP项目，项目获评优秀。该工作得到了国家自然科学基金、教育部现代光学技术重点实验室等项目的资助。
团队创新性地将硅基光电子芯片设计与计算光谱算法深度协同，通过硅基光电子硬件与GPU加速计算算法的深度协同设计，在微米级芯片尺寸下同步实现了超宽带宽、皮米级超高分辨率的片上光谱检测，创下光谱芯片单位面积性能新纪录；同时完成了基于便携式平台的光谱采集、高速光谱采样与高精度光谱反演全流程集成，为芯片级光谱仪的商业化落地开辟了全新路径。
核心创新：硬件-算法协同设计，打破性能极限
该工作构建了一种基于级联亚波长光栅微环谐振器的光子游标卡尺式光谱芯片架构，在仅55×35 μm² 的尺寸内实现了高分辨率宽谱扫描响应。通过引入轻微失配的自由光谱范围并结合游标效应，系统突破了传统谐振型片上光谱仪易受自由光谱范围限制的瓶颈；同时，借助梯形亚波长光栅辅助弯曲耦合器开展色散工程优化，使器件在宽波段范围内保持较高质量且较为均匀的谐振响应，从硬件层面为兼顾宽带、高分辨与微型化提供了新的实现路径。
此外，该工作从算法层面将光谱分辨率进一步提升，围绕片上时域扫描建立了完整的系统级协同架构：前端光子器件通过连续热调谐实现对输入光谱的时域采样与编码，中间电路模块完成单通道光电信号的高速采集与数字化读出，后端则结合峰值解卷积算法与吸收谷查找表算法对采样数据进行实时重构。由此，系统形成了从光谱时域采样、电子信号采集到算法实时恢复的闭环链路，使器件的谱编码能力、电子模块的读出能力与算法的反演能力在统一框架下相互匹配、协同增益。
