中国空间科学技术 ›› 2026, Vol. 46 ›› Issue (1): 83-96.doi: 10.16708/j.cnki.1000-758X.2026.0011
徐鼎言,陈奇,张蜡宝*,吴培亨
XU Dingyan,CHEN Qi,ZHANG Labao*,WU Peiheng
摘要: 超导纳米线单光子探测器(Superconducting Nanowire Single-Photon Detector , SNSPD)是一种性能优异的可扩展到中长波红外的单光子探测器,十分符合行星宜居性探测等天文观测任务,满足观测物质辐射波段广、信号能量弱、极低暗计数等要求。本文介绍了SNSPD的主要光响应模型,将SNSPD性能参数与天文探测指标之间建立联系,概述了SNSPD在中长波红外波段扩展的历程,从材料、工艺、器件结构、光学吸收增强结构、阵列规模等角度分析研究方向和难点,并对其在天文探测领域中的应用如激光雷达、系外行星光谱检测等进行可行性讨论,最后总结展望了中长波红外SNSPD的发展方向,点出了继续扩展波长、信噪比提升、小型化等仍需解决的问题。目前SNSPD已经在29μm波长处实现了饱和的内量子效率,但距实现百万像素阵列、高探测效率器件仍有较大距离。随着微纳加工技术和制冷技术的进步,得以畅想星载高效中长波SNSPD阵列器件。