曾在國內(nèi)首次實(shí)現(xiàn)月球激光測距的云南天文臺應(yīng)用天文研究團(tuán)組，近日創(chuàng)造性地將單光子超導(dǎo)陣列探測器應(yīng)用于空間碎片激光測距領(lǐng)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(shí)驗(yàn)裝置示意圖

空間碎片激光測距是通過激光發(fā)射望遠(yuǎn)鏡向空間碎片發(fā)射出一束激光，由探測器接收目標(biāo)反射回來的激光回波，計(jì)時(shí)器測定激光束從發(fā)射到接收的時(shí)間，計(jì)算出從觀測者到目標(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)測空間碎片等方面具有重要作用。

論文通訊作者李語強(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(xué)研制的2×2陣列超導(dǎo)探測器，具備很強(qiáng)的測距能力。超導(dǎo)陣列探測器量子效率高、暗噪聲低、恢復(fù)時(shí)間短，在測距試驗(yàn)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(biāo)反射的太陽光。

正是利用超導(dǎo)陣列探測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；通過對部分目標(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)探測器的應(yīng)用，并以新方法實(shí)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(dú)創(chuàng)性。最新研究結(jié)果已發(fā)表在國際光學(xué)核心期刊《光學(xué)快報(bào)》上。