展示3.8至25微米波段超导微波动力学电感探测器的单光子计数能力

现代天文学的主要目标之一是在可见光和红外波段对类地系外行星进行大气表征。实现这一目标需要极其灵敏的探测器，能够以单光子水平测量系外行星的微弱信号，同时保持接近零的暗计数率。然而，在红外波段，传统的半导体探测器技术难以满足这些严苛要求。在这项工作中，我们展示了使用超导微波动力学电感探测器在3.8、8.5、18.5和25微米波长处的单光子计数能力，并测量了相应的能量分辨能力（$E/\delta E$）分别为9.9、5.9、3.2和3.3，对应的暗计数率分别为4、8、34和48 mHz。我们的膜基器件在3.8微米处达到了声子损耗限制的性能，性能比同类固体衬底器件提高了一倍以上。这些结果展示了中红外探测器技术以及这些灵敏探测器所需的复杂测量装置。我们讨论了如何进一步优化探测器设计和测量装置以提高中红外波段的探测器性能。