論文の概要: Enhancing LIDAR performance metrics using continuous-wave photon-pair
sources
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2004.06754v1
- Date: Tue, 14 Apr 2020 18:49:34 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-24 07:04:24.151114
- Title: Enhancing LIDAR performance metrics using continuous-wave photon-pair
sources
- Title（参考訳）: 連続波光子ペア源を用いたLIDAR性能測定
- Authors: Han Liu, Daniel Giovannini, Haoyu He, Duncan England, Benjamin J.
Sussman, Bhashyam Balaji, and Amr S. Helmy
- Abstract要約: 連続波励起半導体導波路で発生する光子対の強い時間相関を利用して、LIDAR性能指標を向上する。
実験結果から, 推定の不確実性の観点から, 最大26.3dBの性能向上を図った。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 6.458154824402387
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In order to enhance LIDAR performance metrics such as target detection
sensitivity, noise resilience and ranging accuracy, we exploit the strong
temporal correlation within the photon pairs generated in continuous-wave
pumped semiconductor waveguides. The enhancement attained through the use of
such non-classical sources is measured and compared to a corresponding target
detection scheme based on simple photon-counting detection. The performances of
both schemes are quantified by the estimation uncertainty and Fisher
information of the probe photon transmission, which is a widely adopted sensing
figure of merit. The target detection experiments are conducted with high probe
channel loss (\(\simeq 1-5\times10^{-5}\)) and formidable environment noise up
to 36 dB stronger than the detected probe power of \(1.64\times 10^{-5}\) pW.
The experimental result shows significant advantages offered by the enhanced
scheme with up to 26.3 dB higher performance in terms of estimation
uncertainty, which is equivalent to a reduction of target detection time by a
factor of 430 or 146 (21.6 dB) times more resilience to noise. We also
experimentally demonstrated ranging with these non-classical photon pairs
generated with continuous-wave pump in the presence of strong noise and loss,
achieving \(\approx\)5 cm distance resolution that is limited by the temporal
resolution of the detectors.
- Abstract（参考訳）: 連続波励起半導体導波路において発生する光子対間の強い時間相関を, ターゲット検出感度, ノイズレジリエンス, 範囲精度などのライダー性能指標として活用する。
このような非古典的源を用いて達成された拡張を計測し、簡易な光子計数検出に基づく対応する目標検出スキームと比較する。
両スキームの性能は、推定の不確かさとプローブ光子伝送のフィッシャー情報によって定量化され、これは広く採用されている評価値である。
目標検出実験は、高プローブチャネル損失(\(\simeq 1-5\times 10^{-5}\)と、検出された1.64\times 10^{-5}\)pWのプローブパワーよりも36dBの強い環境雑音で行う。
実験結果から, 最大26.3dB, 推定不確実性の観点から, 目標検出時間を430倍, 146倍 (21.6dB) 減らすことで, 最大26.3dBの性能向上が得られた。
また, 連続波ポンプで発生したこれらの非古典光子対を, 強い雑音と損失の存在下, 検出器の時間分解能によって制限される, \(\approx\)5 cm 距離分解能が得られることを示した。
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