論文の概要: Exceptional precision of a nonlinear optical sensor at a square-root singularity

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.01291v1
• Date: Fri, 2 Jul 2021 22:10:36 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-23 18:25:22.366382
• Title: Exceptional precision of a nonlinear optical sensor at a square-root singularity
• Title（参考訳）: 正方根特異点における非線形光学センサの異常精度
• Authors: K. J. H. Peters and S. R. K. Rodriguez
• Abstract要約: 雑音環境下での異常検出のための単モードKerr非線形共振器を提案する。 我々のセンサは、測定速度に応じて増加する信号と雑音の比を持ち、平方根特異点で精度が向上する。 注目すべきは、信号の平均化が素早く向上し、精度を低下させることである。
• 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: Exceptional points (EPs) -- spectral singularities of non-Hermitian linear systems -- have recently attracted great interest for sensing. While initial proposals and experiments focused on enhanced sensitivities neglecting noise, subsequent studies revealed issues with EP sensors in noisy environments. Here we propose a single-mode Kerr-nonlinear resonator for exceptional sensing in noisy environments. Based on the resonator's dynamic hysteresis, we define a signal that displays a square-root singularity akin to an EP. In contrast to EP sensors, our sensor has a signal-to-noise ratio that increases with the measurement speed, and a precision enhanced at the square-root singularity. Remarkably, averaging the signal can quickly enhance and then degrade the precision. These unconventional features open up new opportunities for fast and precise sensing beyond the constraints of linear systems. While we focus on optical sensing, our approach can be extended to other hysteretic systems.
• Abstract（参考訳）: 例外点(eps) --非エルミート線型系のスペクトル特異点 -- は、最近センシングに大きな関心を集めている。 最初の提案と実験ではノイズを無視する感度の向上に焦点が当てられたが、その後の研究でノイズ環境におけるepセンサの問題点が明らかになった。 本稿では,雑音下での特別なセンシングのための単一モードkerr非線形共振器を提案する。 共振器の動的ヒステリシスに基づいて、EPに似た平方根特異点を示す信号を定義する。 epセンサとは対照的に,センサの信号対雑音比は測定速度とともに増加し,正方根特異性では精度が向上した。 驚くべきことに、信号の平均化は素早く向上し、精度を低下させる。 これらの非慣習的な特徴は、線形システムの制約を超えた高速で精密なセンシングの新たな機会を開く。 光センシングに焦点をあてる一方で、我々のアプローチは他のヒステリックシステムにも拡張できる。

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