論文の概要: Optical-domain spectral super-resolution via a quantum-memory-based time-frequency processor

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2106.04450v2
• Date: Sat, 5 Feb 2022 10:51:56 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-27 06:40:18.913090
• Title: Optical-domain spectral super-resolution via a quantum-memory-based time-frequency processor
• Title（参考訳）: 量子メモリを用いた時間周波数プロセッサによる光領域スペクトル超解像
• Authors: Mateusz Mazelanik, Adam Leszczy\'nski, Micha{\l} Parniak
• Abstract要約: 我々は、分光におけるレイリー限界に打ち勝つために、光学場の完全なスペクトル情報を利用する。 我々は、入力光の時間反転干渉計を実装するために、スピン波ストレージと組み込み処理機能を備えた光量子メモリを用いる。 我々の調整された測定は15kHzの解像度を実現し、対応するレイリー制限方式の20倍の光子を必要とする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Existing super-resolution methods of optical imaging hold a solid place as an application in natural sciences, but many new developments allow for beating the diffraction limit in a more subtle way. One of the recently explored strategies to fully exploit information already present in the field is to perform a quantum-inspired tailored measurements. Here we exploit the full spectral information of the optical field in order to beat the Rayleigh limit in spectroscopy. We employ an optical quantum memory with spin-wave storage and an embedded processing capability to implement a time-inversion interferometer for input light, projecting the optical field in the symmetric-antisymmetric mode basis. Our tailored measurement achieves a resolution of 15 kHz and requires 20 times less photons than a corresponding Rayleigh-limited conventional method. We demonstrate the advantage of our technique over both conventional spectroscopy and heterodyne measurements, showing potential for application in distinguishing ultra-narrowband emitters, optical communication channels, or signals transduced from lower-frequency domains.
• Abstract（参考訳）: 既存の光学画像の超解像法は、自然科学の応用として確固たる位置を占めるが、多くの新しい発展により、より微妙な方法で回折限界を破ることができる。 この分野に存在する情報を完全に活用するための近年の戦略の一つは、量子インスパイアされた測定を行うことである。 ここでは、分光におけるレイリー極限を破るために、光学場の完全なスペクトル情報を利用する。 スピン波ストレージを備えた光量子メモリと組み込み処理機能を用いて入力光に対する時間反転干渉計を実装し、対称反対称モードの光学場を投影する。 我々の調整された測定は15kHzの解像度を実現し、対応するレイリー制限方式の20倍の光子を必要とする。 従来の分光法とヘテロダイン測定に勝る手法の利点を実証し,超狭帯域エミッタ,光通信チャネル,低周波領域からの信号の識別への応用の可能性を示した。

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