微波动态电感探测器是利用低能隙超导材料制成具有高Q值的微波共面波导谐振器,藉由光子破坏Cooper Pairs造成电路中动态电感的改变进而影响谐振器特性的原理来实现单光子探测。它特殊的结构和优良的性能使其在阵列集成应用中展现出比较大的优越性,所以在宇宙天文探测领域尤其是在宇宙微波背景辐射探测方面具有巨大应用价值,而且现已在一些相关任务中发挥重要作用。首先,本文简要介绍了感光元件由低温探测器构成的天文望远镜的应用与发展现状,其中包括在宇宙天体观测中的取得的开拓性成就的哈勃天文望远镜,以及在宇宙微波背景辐射探测方面做出的卓越贡献的宇宙背景探测者、威尔金森微波各向异性探测器和普朗克探测器。通过对比分析多个天文探测器的发展,结合探测任务的特殊需求,得出微波动态电感探测器在当今和将来的天文探测任务中具有多方面的优势和巨大的应用价值。然后,本文介绍了超导电性基本理论,其中重点介绍了提出London穿透深度的London理论和揭示超导载流子Cooper Pairs的BCS理论以及超导电路的相关特性,之后结合微波电路的基本理论、共面波导的几何结构、二分之一波长和四分之一波长两种微波谐振器的基本特性,综合深入的研究了微波动态电感探测器实现单光子探测功能的基本原理。接着,本文对制作微波动态电感探测器所使用的微电子加工工艺进行了介绍,其中包括磁控溅射、涂光刻胶、紫外线曝光显影以及反应离子刻蚀技术等。本文也结合微波信号传输在空间上的特殊要求给出了金属样品盒的相关设计,并对适用于本文所设计的谐振器与外部测量线路过渡连接的微波PCB设计的理念以及超声波点焊在微结构焊接中的应用进行了简要介绍。最后,本文展示了成功设计并制备的多种超导微波谐振器的几何结构,并对各类谐振器的设计初衷做了详细说明。这些谐振器基底采用厚度为500μm的高阻纯硅,金属Nb层厚度在百纳米量级。之后本文也简要介绍了实验中所使用的低温平台以及测量系统。我们利用矢量网络分析仪对各类谐振器在极低温环境下进行了相关测量,其中包括谐振器的传输特性参数821随温度和功率的改变而变化的规律以及部分谐振器在连续光照射下的响应,测量结果与相关设计及理论很好的吻合。在所测谐振器中,性能最为优秀的是一四分之一波长谐振器,其在20mK时谐振频率fo=1.8575GHz,负载Q值Q1=1.1654×106。