論文の概要: Fast Generation and Detection of Spatial Modes of Light using an
Acousto-Optic Modulator
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2007.16115v1
- Date: Fri, 31 Jul 2020 14:58:30 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-05-07 12:43:37.092002
- Title: Fast Generation and Detection of Spatial Modes of Light using an
Acousto-Optic Modulator
- Title（参考訳）: 音響光学変調器を用いた光空間モードの高速生成と検出
- Authors: Boris Braverman, Alexander Skerjanc, Nicholas Sullivan, Robert W. Boyd
- Abstract要約: 光の空間モードは、古典的情報と量子的情報の両方を符号化するのに使用できる高次元空間を提供する。
これらのモードを動的に生成および測定するための現在のアプローチは、高解像度のフェーズマスクを再構成する必要があるため、遅い。
我々は、二重パスAOMを用いて、5つの軌道角運動量状態のうちの1つを生成することにより、このアプローチを実験的に実現した。
我々は、平均96.9%の忠実度で、任意の状態を1ミリ秒未満で再構築することができる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 62.997667081978825
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Spatial modes of light provide a high-dimensional space that can be used to
encode both classical and quantum information. Current approaches for
dynamically generating and measuring these modes are slow, due to the need to
reconfigure a high-resolution phase mask such as a spatial light modulator or
digital micromirror device. The process of updating the spatial mode of light
can be greatly accelerated by multiplexing a set of static phase masks with a
fast, image-preserving optical switch, such as an acousto-optic modulator
(AOM). We experimentally realize this approach, using a double-pass AOM to
generate one of five orbital angular momentum states with a switching rate of
up to 500 kHz. We then apply this system to perform fast quantum state
tomography of spatial modes of light in a 2-dimensional Hilbert space, by
projecting the unknown state onto six spatial modes comprising three mutually
unbiased bases. We are able to reconstruct arbitrary states in under 1 ms with
an average fidelity of 96.9%.
- Abstract（参考訳）: 光の空間モードは、古典的および量子的情報をエンコードするのに使用できる高次元空間を提供する。
空間光変調器やデジタルマイクロミラー装置などの高解像度位相マスクを再構成する必要があるため、これらのモードを動的に生成・測定するための現在のアプローチは遅い。
光の空間モードを更新するプロセスは、AOM(Acousto-optic modulator)のような高速な画像保存光学スイッチで静止相マスクのセットを多重化することにより、大幅に加速することができる。
両パスAOMを用いて5つの軌道角運動量状態のうちの1つを最大500kHzのスイッチング速度で生成する。
次に,このシステムを用いて2次元ヒルベルト空間における空間モードの高速量子トモグラフィーを行い,未知の状態を3つの偏りのない基底からなる6つの空間モードに投影する。
我々は平均96.9%の忠実度で任意の状態を1ミリ秒未満で再構築することができる。
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