中國科學(xué)院云南天文臺(tái)應(yīng)用天文研究團(tuán)組首次將單光子超導(dǎo)陣列探測(cè)器應(yīng)用于空間碎片激光測(cè)距領(lǐng)域，并基于1064nm激光成功探測(cè)到距離約2000km，尺寸為36cm的空間碎片，達(dá)到國內(nèi)領(lǐng)先水平。近期，團(tuán)組成員湯儒峰、李祝蓮、李語強(qiáng)（通訊作者）等通過分析試驗(yàn)數(shù)據(jù)，從激光測(cè)距試驗(yàn)的“噪聲”數(shù)據(jù)中獲得了空間目標(biāo)的光變信息，該研究結(jié)果已經(jīng)在光學(xué)期刊Optics Letters上發(fā)表。 

2017年初，應(yīng)用天文研究團(tuán)組建立了超導(dǎo)陣列探測(cè)器的空間碎片激光測(cè)距系統(tǒng)（圖1），該系統(tǒng)使用了大功率激光器，2*2陣列超導(dǎo)探測(cè)器，具備很強(qiáng)的測(cè)距能力。超導(dǎo)陣列探測(cè)器量子效率高、暗噪聲低、恢復(fù)時(shí)間短，在測(cè)距試驗(yàn)中沒有距離門，處于自由探測(cè)狀態(tài)，不但可以探測(cè)激光回波光子，也可以探測(cè)被目標(biāo)反射的太陽光。

 

在利用以前的探測(cè)器進(jìn)行試驗(yàn)時(shí)，由于本身暗計(jì)數(shù)較高，因此很難區(qū)分目標(biāo)反射的太陽光和器件本身的暗噪聲，正是超導(dǎo)陣列探測(cè)器量子效率高以及暗噪聲低的特點(diǎn)，團(tuán)組研究人員仔細(xì)分析和處理背景光數(shù)據(jù)，獲得了目標(biāo)的高時(shí)間分辨率光變曲線（圖2）。通過對(duì)部分目標(biāo)的光變曲線進(jìn)行處理，獲得了目標(biāo)的自轉(zhuǎn)信息。該方法使用超導(dǎo)探測(cè)器激光測(cè)距系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了對(duì)部分空間目標(biāo)激光測(cè)距與光變的同步測(cè)量（圖3）。

該研究成果以光子計(jì)數(shù)的方式獲得人造天體高分辨率的光變曲線，拓展了超導(dǎo)單光子探測(cè)器的應(yīng)用，豐富了空間目標(biāo)監(jiān)測(cè)的手段。 

該研究工作得到國家自然科學(xué)基金、天文聯(lián)合基金、中科院國家重大科研裝備研制項(xiàng)目以及國防科技創(chuàng)新基金的資助。 

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