专注于世界前沿的高灵敏度探测技术和极低噪声放大技术，致力于将前沿技术应用于天文观测的同时积极推进技术前沿创新。先后参与了LiteBIRD卫星项目，30米望远镜NIKA2项目，LCT10米望远镜LWCam项目和1.5米ONR望远镜项目。目前研究领域为超导探测器（TES和KID）和超导行波参量放大器，以阿里原初引力波探测计划自主研发为基础，研发面向射电、毫米波、近红外和x射线的高灵敏度探测器。

主持国家重点研发计划项目一项，国自然面上项目一项，获得国家海外高层次人才青年计划、中国科学院人才引进计划资助。欢迎感兴趣的老师和学生联系！

   

070202-粒子物理与原子核物理

高灵敏度探测器
超导器件
望远镜系统

2016-10--2019-10   法国格勒诺布尔阿尔卑斯大学/国际毫米波射电天文研究所IRAM   物理学博士
2013-10--2016-09   日本东京大学/日本国立天文台NAOJ   天文学硕士
2009-09--2013-07   电子科技大学   电子科学与技术工学学士

   

2022-05~现在, 中国科学院高能物理研究所, 特聘青年研究员 副教授
2019-11~2022-05,美国加州理工学院/NASA JPL, 物理系博士后

   

（1） 日本文部省奖学金, 特等奖, 部委级, 2013

   

（ 1 ） 原初引力波望远镜焦平面探测器模块研发, 负责人, 国家任务, 2022-11--2027-10
（ 2 ） 近红外万量级单光子能量分辨率探测器阵列研制, 负责人, 国家任务, 2024-01--2027-12
（ 3 ） 射电天文探测技术, 负责人, 国家任务, 2024-01--2026-12

柴晔，   博士生，湘潭大学，2022-

何元杭，硕士生，湘潭大学，2022-

李薇薇，硕士生，西南交通大学，2022-

黄校兰，博士生，上海师范大学，2022-

鲁春燕，硕士生，上海师范大学，2022-

武文浩，硕士生，中国科学院高能物理研究所，2024-

2024年 

（1）电介质材料的极低温特性是超导探测器的核心研究目标之一，对于温度敏感的超导材料（如AlMn等），我们利用低温ICPCVD工艺，实现了低损耗的富硅氮化硅电介质并测量了极低温的电介质常数，为后续毫米波超导探测器设计提供依据。

Cryogenic Microwave Performance of Silicon Nitride and Amorphous Silicon Deposited Using Low-Temperature ICPCVD, JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS, 2024, 通讯作者 

（2）双频段双极化的像素设计是CMB原初引力波探测中极其关键的部分，通常KID探测器难于实现这样的像素设计，即使实现了也会面临噪声大的问题，我们创新地将TKID与平面OMT结合，首次给出了可以克服TLS噪声的解决方案，该工作为KID在原初引力波探测中的应用铺平了道路。

A Thermal Kinetic Inductance Detector Pixel Design for CMB Polarization Observations at 90/150 GHz Bands, JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS, 2024, 通讯作者 

（3）LCT 10.4米亚毫米波望远镜是美国加州理工学院的核心望远镜，将与上海师范大学和中国科学院合作搬迁至智利Atacama沙漠，NEW-MUSIC是新望远镜的核心仪器，目标是打造成覆盖80-420GHz超宽频带的旗舰观测设备，共有6个频段，其探测器芯片复杂度远超出同类设备，我团队负责整个探测器芯片的设计工作。

‍‍NEW-MUSIC: The Next-generation Extended-Wavelength Multiband Sub/millimeter Inductance Camera, SPIE ASTRONOMICAL TELESCOPES + INSTRUMENTATION, 2024, 核心贡献‍

（4）NEW-MUSIC项目预研探测器的最新测试文章，展示了对我2022年(2)文章设计芯片的测试结果，频率和波束响应十分符合预期，完美验证了设计的准确性。

Hierarchical Phased-Array Antennas Coupled to Al KIDs: A Scalable Architecture for Multi-band Millimeter/Submillimeter Focal Planes, JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS, 2024, 核心贡献

 

（5）TLS损耗是限制KID探测器应用的主要因素，我们在研发中发现掺入氢的非晶硅在极低温具有非常低的TLS损耗，为KID探测器研发提供了重要解决方法。

Characterization of the low electric field and zero-temperature two-level-system loss in hydrogenated amorphous silicon, PHYSICAL REVIEW MATERIALS, 2024, 核心贡献

2023年

（1）我们QUALIPHIDE实验团队利用自己研发的超导动态电感行波参量放大器，首次在宽带范围对暗光子暗物质进行了限制，为未来暗物质搜寻提供了全新的探测手段。

Wideband Direct Detection Constraints on Hidden Photon Dark Matter with the QUALIPHIDE Experiment, PHYSICAL REVIEW LETTERS, 2023, 核心贡献

2022年 

（1） 在高背景辐射（黑体温度~200-400K，与天文的2-100K相比）下的毫米波/太赫兹探测是重要的应用场景，对灵敏度和动态范围都是巨大的挑战，目前尚没有半导体探测器可以实现对室温黑体源的探测。我们设计了一种全新的KID像素，实现了在150GHz频段对室温源的双极化探测。该设计为ONR 1.5米对地望远镜设计。

A Kinetic Inductance Detectors Array Design for High Background Conditions at 150 GHz, JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS, 2022, 一作+通讯

（2） LCT 10.4米望远镜的NEW-MUSIC项目预研工作，首个基于层级相位天线阵列的KID设计，可观测频段125-370GHz，四个频段，为未来的NEW-MUSIC项目铺平了道路。2024年(4)文章展示了对该设计的测试结果。

A Multi-chroic Kinetic Inductance Detectors Array Using Hierarchical Phased Array Antenna, JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS, 2022, 一作+通讯

（3）通常的KID近红外单光子探测器均为基于CPW的读出设计，导致性能受读出影响较大，我们首次展示了基于微带线的KID近红外单光子探测器设计。

Design of microstrip-line coupled kinetic inductance detectors for near infrared astronomy, SPIE ASTRONOMICAL TELESCOPES + INSTRUMENTATION, 2022, 二作+通讯

（4）通常的FTS需要可移动的镜面来实现光程差的变化，我们首次利用非线性动态电感器件，实现了片上FTS的设计，尺寸大幅减小，可用于未来大阵列对CMB温度谱distortion的观测。我负责了芯片设计。

Development of Superconducting On-chip Fourier Transform Spectrometers, JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS, 2022, 核心贡献

2021年 

（1） 我们首次在2400像素的KID阵列上实现了谐振频率的调整，大幅增加了阵列的成品率，同时对谐振频率的偏离进行了详尽的分析。该论文获APL Editor's Pick。

Understanding and minimizing resonance frequency deviations on a 4-in. kilo-pixel kinetic inductance detector array, APPLIED PHYSICS LETTERS, 2021, 编辑推荐+通讯作者 

2019年

（1）通常的单质超导金属薄膜呈现多晶状态，其晶界被认为是超导体微波损耗的来源之一，我们研究了准单晶的Nb薄膜，探索其损耗的改进。

Investigation of Single-Crystal Niobium for Microwave Kinetic Inductance Detectors, JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS, 2019, 二作

2018年 

（1） 集总KID的光学响应一直以来都是通过简单的阻抗匹配计算得到吸收率，但实际情况却更复杂，我们采用场矢量计算首次得到探测器中最灵敏的电感部分的光学响应，实际像素的FTS结果验证了我们方法的正确性，为集总KID的光响应画上了句号。

Optical Response of Lumped-Element Kinetic-Inductance Detector Arrays, IEEE TRANSACTIONS ON TERAHERTZ SCIENCE AND TECHNOLOGY, 2018, 一作+通讯

（2） 超导谐振器的频率偏移是影响观测成品率的主要原因，我们通过调节谐振频率讲成品率提高至97%，可应用于未来所有的KID阵列。

Increased multiplexing of superconducting microresonator arrays by post-characterization adaptation of the on-chip capacitors, APPLIED PHYSICS LETTERS, 2018, 一作+通讯

（3） 对于多模吸收体，其尺寸影响观测分辨率，为了接近30米望远镜的衍射极限，我们全新设计了NIKA2的探测器。

Prototype High Angular Resolution LEKIDs for NIKA2, JOURNAL OF LOW TEMPERATURE PHYSICS, 2018, 一作+通讯

2016年

（1）LiteBIRD是为观测原初引力波而设计的卫星，其像素要求为双频段双极化，我们首次将平面OMT与KID相结合，实现了满足LiteBIRD卫星的观测需求。

Development of octave-band planar ortho-mode transducer with kinetic inductance detector for LiteBIRD, SPIE ASTRONOMICAL TELESCOPES + INSTRUMENTATION, 2016, 一作+通讯