激光測(cè)距和光曲線測(cè)量實(shí)驗(yàn)裝置示意圖

空間碎片激光測(cè)距是通過(guò)激光發(fā)射望遠(yuǎn)鏡向空間碎片發(fā)射出一束激光，由探測(cè)器接收目標(biāo)反射回來(lái)的激光回波，計(jì)時(shí)器測(cè)定激光束從發(fā)射到接收的時(shí)間，計(jì)算出從觀測(cè)者到目標(biāo)的距離。這種技術(shù)在確定地球和海洋潮汐變化的規(guī)律、監(jiān)測(cè)空間碎片等方面具有重要作用。

論文通訊作者李語(yǔ)強(qiáng)研究員介紹，他們的研究團(tuán)組與中科院光電研究院、南京大學(xué)等單位合作，于2017年初建立了超導(dǎo)陣列探測(cè)器空間碎片激光測(cè)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(xué)研制的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(méi)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(yáng)光。

正是利用超導(dǎo)陣列探測(cè)器量子效率高以及暗噪聲低的特點(diǎn)，他和湯儒峰、李祝蓮等研究人員在仔細(xì)分析和處理背景光噪聲數(shù)據(jù)時(shí)，獲得了目標(biāo)的高時(shí)間分辨率光變曲線；通過(guò)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。基于1064納米激光束，他們還成功探測(cè)到距離地面約2000千米遠(yuǎn)的較小空間碎片，達(dá)到世界先進(jìn)水平。

此項(xiàng)研究拓展了單光子超導(dǎo)探測(cè)器的應(yīng)用，并以新方法實(shí)現(xiàn)了對(duì)部分空間碎片激光測(cè)距與光變的同步測(cè)量，具有顯著的獨(dú)創(chuàng)性。最新研究結(jié)果已發(fā)表在國(guó)際光學(xué)核心期刊《光學(xué)快報(bào)》上。

（作者：趙漢斌）