福州科研关注前沿：指甲盖大小超表面元件，单次曝光精准捕捉太阳磁场

一项有望革新空间太阳观测技术的突破性成果近日登上国际权威期刊《科学进展》。由美国加州大学圣迭戈分校与英国宇航系统公司联合研发的新型超表面偏振光栅元件，直径仅6毫米——相当于一枚普通指甲盖大小，却能在一次曝光中完整获取太阳磁场的多维偏振信息。该技术无需机械旋转、不依赖多次成像，大幅简化了观测设备结构，显著降低未来太阳探测任务的研制与发射成本。值得关注的是，福建高校近年持续加强空间光学与精密仪器方向布局，福州大学等机构正积极跟进超表面在天文传感领域的应用转化。

太阳磁场是理解日冕物质抛射（CME）等剧烈空间天气事件的核心。这类爆发会向地球方向喷射高能带电粒子流，严重威胁卫星运行、电网稳定、通信导航及关键电子基础设施安全。而偏振测量正是反演太阳磁场强度与方向的关键手段——磁场信息就“写”在阳光的偏振态之中。

传统太阳望远镜需通过旋转偏振滤光元件，分时采集多个偏振方向图像，再经后期合成还原磁场数据。这一过程类似佩戴偏振太阳镜后从不同角度反复拍摄再拼接。但在太空微振动环境下，帧间图像易发生像素级偏移，严重制约测量精度。而新元件凭借纳米尺度人工结构设计，可将入射光同步分解为多个独立偏振通道，真正实现“一拍即得”。

研究团队已将该超表面元件集成至定制化光学模块，并在美国新墨西哥州邓恩太阳望远镜开展实测。实验成功同步获取太阳黑子区域的全偏振图像，并精确反演出局部磁场分布。对比NASA太阳动力学观测卫星（SDO）同期数据，二者高度吻合，验证了技术的可靠性与实用性。

专家指出，这项工作标志着超表面光学器件正从实验室原理演示迈向真实天文观测场景的关键跃升。对福建正在加快布局的空间信息产业与高端光学制造链条而言，相关技术路径具有重要参考价值。

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