超导相变边缘探测器（TES）应用潜力大 中科院紫金山天文台是其主要研究者

超导相变边缘探测器（TES）应用潜力大 中科院紫金山天文台是其主要研究者

超导相变边缘探测器（TES）是一种基于超导现象的热探测器，由辐射吸收体、弱热连接体、测温体和热沉四部分组成。其工作原理是：辐射吸收体吸收电磁波辐射信号后温度发生改变，测温体读出其变化并判断吸收电磁波的信号强度。

在可见光/近红外波段，超导相变边缘探测器具有高光子数分辨能力；在X射线等高能波段，其能量分辨率极高。但该探测器也存在时间抖动大、探测速度高、需要极低温度下工作等问题，应用受到一定限制。

超导相变边缘探测器具有能量分辨率和时间分辨率高、探测效率高、低暗计数、低噪声水平等特点，可以应用在天文观测、光子计数、量子信息、深空激光通信、生物医疗、毫米波/微米波检测、核辐射探测等领域。

美国、荷兰等欧美发达国家在超导相变边缘探测器研究和应用方面起步较早，已取得重要进展和突破。相比之下，我国的研究基础较为薄弱，主要研究机构包括中科院紫金山天文台、中科院高能物理研究所、中科院上海微系统与信息技术研究所等。

近年来，在国家重大科研仪器设备研制专项的支持下，我国在超导相变边缘探测器研制方面取得了一定成果。例如，中科院紫金山天文台史生才课题组攻克了超导相变边缘探测器芯片的设计、制备与特性表征技术，实现了大规模二维阵列超导探测器芯片技术的零突破。该团队还提出了探测器与吸收体合二为一的太赫兹波段超导相变边缘探测器概念，可满足地面天文观测的背景极限灵敏度要求。

太赫兹频段是指介于微波和红外光之间的电磁波频段，频率范围在0.1-10太赫兹（THz）之间。太赫兹具有穿透能力强、光子能量低等特点，特别适用于观测冷暗天体、早期遥远天体及被尘埃遮掩天体。随着深空探测进程的推进，超导相变边缘探测器作为国际主流的太赫兹超导探测器之一，其市场空间将不断扩大。