論文の概要: Approaching the optimum phase measurement in the presence of amplifier
noise
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.03577v2
- Date: Fri, 3 Sep 2021 12:10:20 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-27 09:05:19.554306
- Title: Approaching the optimum phase measurement in the presence of amplifier
noise
- Title（参考訳）: 増幅器ノイズの存在下での最適位相測定へのアプローチ
- Authors: Darko Zibar, Jens E. Pedersen, Poul Varming, Giovanni Brajato, and
Francesco Da Ros
- Abstract要約: イントレピッドノイズ源は、入射光信号の位相にランダムな摂動を誘導し、スペクトル拡大に変換する。
ヘテロダイン検出と拡張カルマンフィルタに基づく測定法は、増幅器ノイズの存在下での最適位相測定にアプローチする。
位相に基づく光センシングシステムには、光増幅が位相に対する最小の衝撃で感知距離を増大させるため、影響が想定される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: In fundamental papers from 1962 [1, 2], Heffener and Haus showed that it is
not possible to construct a linear noiseless amplifier. The implies that the
amplifier intrinsic noise sources induce random perturbations on the phase of
the incoming optical signal which translates into spectral broadening. To
achieve the minimum (quantum noise limited) induced phase fluctuation, and the
corresponding minimum spectral broadening, an optimum phase measurement method
is needed. We demonstrate that a measurement method based on the heterodyne
detection and the extended Kalman filtering approaches an optimum phase
measurement in the presence of amplifier noise. A penalty of 5 dB (numerical)
and 15 dB (experimental) compared to the quantum limited spectral broadening is
achieved. For comparison, the conventional phase measurement method's penalty
exceeds 30 dB for the measurements. Our results reveal new scientific insights
by demonstrating that the impact of amplifier noise can be significantly
reduced by using the proposed phase measurement method. An impact is envisioned
for the phase-based optical sensing system, as optical amplification could
increase sensing distance with the minimum impact on the phase.
- Abstract（参考訳）: 1962 [1, 2] の基本的な論文で、ヘフナーとハウスは線形ノイズレス増幅器を構築することはできないことを示した。
すなわち、増幅器固有のノイズ源は、入射光信号の位相にランダムな摂動を誘導し、スペクトルの広帯域化をもたらす。
最小(量子ノイズ制限)誘起位相揺らぎと対応する最小スペクトル幅化を達成するためには、最適な位相測定方法が必要である。
本研究では, ヘテロダイン検出と拡張カルマンフィルタに基づく測定手法が, 増幅音の存在下での最適位相測定に近づくことを示した。
5dB(数値)と15dB(実験)のペナルティを、量子制限スペクトル拡大と比較して達成する。
一方,従来の位相測定法では,30dBを超えるペナルティが認められた。
提案手法により増幅器ノイズの影響を著しく低減できることを示すことにより,新たな科学的知見が得られた。
位相に基づく光センシングシステムには、光増幅が位相に対する最小の衝撃で感知距離を増大させる可能性がある。
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