科学家正使用超导微波动态电感探测器(MKID)来捕获来自系外行星的单光子。MKID会不断地监测自己的动态电感，动态电感会随入射光子的能量成比例变化。荷兰空间研究中心(SRON)的研究人员现在通过重新捕获大部分泄漏的能量，将他们的光谱分辨率提高了一倍以上。该研究发表在近期的《物理评论应用》上。

在低温超导体中，大多数电子成对存在。振荡电流使这些电子对加速和减速，从而产生称为动态电感的效应。当光撞击超导体时，其能量级联穿过材料，分解了数千个电子对。对的密度越低，则意味着动力电感越高。

科学家利用这种特性，通过构建微波谐振器形状的超导单光子探测器——被称为微波动态电感探测器(MKID)——来检测单个可见光和近红外光子，例如来自系外行星的光子。这些探测器不断测量其材料的动态电感，并推断光子是否命中。如果是的话，用的什么波长，这样每个像素也可以测量一个光谱。SRON荷兰空间研究中心的Pieter de Visser及其同事现在修改了MKID的设计，使该设备测量光子波长的精度提高了2.5倍。

目前，传统的单光子探测器是超导电路，沉积在厚(>300μm)的硅或蓝宝石衬底上。这些探测器的光谱分辨率是有限的，因为被探测到的光子的部分初始能量会在被记录之前通过声波(声子)泄漏到基板中。这种能量损失增加了用于检测光子的动态电感信号的统计方差，从而拓宽了测量光谱。

在他们重新设计的设备中，De Visser和他的同事用薄的(110nm)氮化硅膜替换了基板。他们表明，从超导线材逃逸到该膜中的声子从膜的底面反射回了超导体。在那里，他们完成了分解更多电子对的工作。研究人员通过实验分别实现了光学和近红外光子的52和19分辨率。而对于传统的MKID设备，这些数字是21和10。

他们现在计划解决两个挑战。首先，使用所谓的声子晶体，通过更强的声子俘获达到更高的光谱分辨率。其次，将该方法应用于多像素设备，以打造出适合天文和生物应用的仪器，例如研究系外行星大气和生物样品的荧光测量。（编译:Qtech）