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曾在國內(nèi)首次實現(xiàn)月球激光測距的云南天文臺應用天文研究團組，近日創(chuàng)造性地將單光子超導陣列探測器應用于空間碎片激光測距領域并取得成果，豐富了空間碎片監(jiān)測手段。

激光測距和光曲線測量實驗裝置示意圖

空間碎片激光測距是通過激光發(fā)射望遠鏡向空間碎片發(fā)射出一束激光，由探測器接收目標反射回來的激光回波，計時器測定激光束從發(fā)射到接收的時間，計算出從觀測者到目標的距離。這種技術在確定地球和海洋潮汐變化的規(guī)律、監(jiān)測空間碎片等方面具有重要作用。

論文通訊作者李語強研究員介紹，他們的研究團組與中科院光電研究院、南京大學等單位合作，于2017年初建立了超導陣列探測器空間碎片激光測距系統(tǒng)，并使用了光電研究院研制大功率激光器和南京大學研制的2×2陣列超導探測器，具備很強的測距能力。超導陣列探測器量子效率高、暗噪聲低、恢復時間短，在測距試驗中沒有距離門，處于自由探測狀態(tài)，不但可以探測激光回波光子，也可以探測被目標反射的太陽光。

正是利用超導陣列探測器量子效率高以及暗噪聲低的特點，他和湯儒峰、李祝蓮等研究人員在仔細分析和處理背景光噪聲數(shù)據(jù)時，獲得了目標的高時間分辨率光變曲線；通過對部分目標的光變曲線進行處理，獲得了目標的自轉信息。基于1064納米激光束，他們還成功探測到距離地面約2000千米遠的較小空間碎片，達到世界先進水平。

此項研究拓展了單光子超導探測器的應用，并以新方法實現(xiàn)了對部分空間碎片激光測距與光變的同步測量，具有顯著的獨創(chuàng)性。最新研究結果已發(fā)表在國際光學核心期刊《光學快報》上。