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一号哨所|中电14所光子雷达再创佳绩，锻造“三军之眼”，70年雷达探索( 二 )


一号哨所|中电14所光子雷达再创佳绩，锻造“三军之眼”，70年雷达探索
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业界认同的反隐身技术的未来 ， 在于“光子雷达”——顾名思义 ， 光子雷达 ， 是利用光波、光子实现雷达探测的一种途径 ， 一般通过激光技术实现 。 这也是我们今天的主角——南京大学新闻网10月9日消息称 ， 我国超导阵列单光子探测器研究传来喜讯 ， 在低空大气层等复杂环境条件下 ， 展现出高灵敏、高精度、高速率的实操水准 ， 对数百公里外移动或固定的小目标 ， 实现实时跟踪探测的技术操作 。
据我国专利“一种超导分型纳米线单光子探测器及其备制方法”的技术说明介绍 ， 这种超导单光子探测器 ， 全称为超导分形纳米线单光子探测器 ， 纳米线的分形排布具体体现在 ， 由最小结构单元皮亚诺曲线、若干最小结构单元连接而成的地层结构、以及分段结构组成的三级结构构成；其特征在于 ， 纳米线以氮化银超导材料为基 ， 构成二维列阵式布局天线 。
超导纳米线单光子探测器 ， 兴起于21世纪 ， 相比旧式二极管探测器和光电倍增管 ， 具有快速、高效、计数率高、时域抖动小的优异特征 ， 这得益于超导材料独特的光信号转化性能 ， 将光信号转化为电信号 ， 再使用电信号实现信号计数 。 目前为止 ， 该型光子探测器在对单光子的探测效率高达93% ， 理论适用于各种超导材料 。 当前研究难点在于 ， 2个光子如果相互垂直 ， 则仪器对信号的吸收效率达不到预期 。
光子是光的基本粒子、最小单位 ， 也是电磁辐射量子 ， 与波长1~10m的米波、1mm~1m的微波这类无线电波有本质不同 。 单光子的灵敏度属性 ， 能够将雷达系统的性能发挥到极致 。 目前 ， 我国超导单光子探测器的技术水平 ， 在超导单光子学研究所研究员团队的多年努力下 ， 光学口径已由最初的9微米缩小到300微米 ， 整体技术水平达到世界先进 ， 部分指标领先世界 。
我国在雷达技术上的探索 ， 自建国起 ， 就一刻未曾停歇 。 1949年 ， 还属于无线电厂的14所 ， 就踏上了雷达技术的钻研之路 ， 从修配、仿制 ， 到研发、创新 ， 走出了一条我们并不陌生的成长之路 。 于1965年 ， 14所诞生了我国第1台微波雷达 。 1964年出台的640指示 ， 后成为我国反导项目代号 ， 指导研发了7010超远程相控阵预警雷达 ， 高20米 ， 宽40米 ， 能够探测到3000公里范围内的物体 。
一号哨所|中电14所光子雷达再创佳绩，锻造“三军之眼”，70年雷达探索
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1979年 ， 14所再次接到雷达研发任务 。 此时 ， 14所研发人员们经过多年的潜心研究 ， 已逐渐显出厚积薄发之势 ， 在没有借鉴技术的情况下 ， 吃透上百个课题之后 ， 提出了中国自己的脉冲多普勒雷达整机框架 。 1989年 ， 诞生了第一台产权自主的机载脉冲多普勒火控雷达 。 同年 ， 14所开始讨论舰载有源相控阵雷达方案 ， 于1997年正式立项 。
这一舰载雷达系统的研制成功 ， 使我国成为第3个拥有这一技术的国家 ， 与美俄同台竞技 ， 领跑世界先进雷达技术 。 而在2009年“空警2000”的出场后 ， 我军大型预警机雷达的空缺得到补充 。 至此 ， 我军基本建成包含“空中警眼”、舰载雷达、机载雷达、防空雷达在内的“三军之眼”雷达体制 ， 逐步完善全方位的立体防御之门 ， 不断维护协同作战能力、提升全域作战水平 。
2015年 ， 我国大口径超导单光子探测系统 ， 在空间碎片的探测研究中 ， 成功在距离2千公里的轨道上发现0.04平米的空间碎片 ， 弥补了小空间碎片领域高精度探测履历中的空白 。 2017年 ， 我国研究人员进行了光子编码 ， 通过光子数分辨功能 ， 提升了光子探测系统抗背景光干扰的能力 ， 对复杂气象条件下的长距离探测实践提供了帮助 ， 实现了70公里内的穿云透雾等探测技术 。
2019年 ， 我国首次将高精度超导阵列单光子探测器 ， 用于地月激光测距实验中 ， 并成功得到5组回波反射信号 ， 测得数据精度 ， 达到国际先进水平 。 今年年初 ， 在这一单光子探测器的基础上 ， 发展出的红外成像系统 ， 首次实现红外二区波段的三维多色荧光寿命成像 。 此外 ， 超导单光子探测技术还广泛应用在卫星激光测距、激光通信、量子信息等领域 。


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