云南天文台用单光子超导阵列探测器获取空间目标光变曲线

中国科学院云南天文台应用天文研究团组首次将单光子超导阵列探测器应用于空间碎片激光测距领域，并基于1064nm激光成功探测到距离约2000km，尺寸为36cm的空间碎片，达到国内领先水平。近期，团组成员汤儒峰、李祝莲、李语强（通讯作者）等通过分析试验数据，从激光测距试验的“噪声”数据中获得了空间目标的光变信息，该研究结果已经在光学期刊Optics Letters上发表。 

2017年初，应用天文研究团组建立了超导阵列探测器的空间碎片激光测距系统（图1），该系统使用了大功率激光器，2*2阵列超导探测器，具备很强的测距能力。超导阵列探测器量子效率高、暗噪声低、恢复时间短，在测距试验中没有距离门，处于自由探测状态，不但可以探测激光回波光子，也可以探测被目标反射的太阳光。

 

在利用以前的探测器进行试验时，由于本身暗计数较高，因此很难区分目标反射的太阳光和器件本身的暗噪声，正是超导阵列探测器量子效率高以及暗噪声低的特点，团组研究人员仔细分析和处理背景光数据，获得了目标的高时间分辨率光变曲线（图2）。通过对部分目标的光变曲线进行处理，获得了目标的自转信息。该方法使用超导探测器激光测距系统，实现了对部分空间目标激光测距与光变的同步测量（图3）。

该研究成果以光子计数的方式获得人造天体高分辨率的光变曲线，拓展了超导单光子探测器的应用，丰富了空间目标监测的手段。 

该研究工作得到国家自然科学基金、天文联合基金、中科院国家重大科研装备研制项目以及国防科技创新基金的资助。 

 文章链接：https://www.osapublishing.org/ol/abstract.cfm?uri=ol-43-21-5488