論文の概要: Maximising Precision in Saturation-Limited Absorption Measurements

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.07888v1
• Date: Fri, 16 Jul 2021 13:19:39 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-03-22 03:12:41.669635
• Title: Maximising Precision in Saturation-Limited Absorption Measurements
• Title（参考訳）: 飽和限界吸収測定における最大精度
• Authors: J. Biele, S. Wollmann, J. W. Silverstone, J. C. F. Matthews and E. J. Allen
• Abstract要約: 精度を最大化するための古典的なプローブサンプル最適化戦略を提案する。 最適なプローブパワーは、常に飽和状態に入る。 我々は振幅印加光を実験用プローブの状態として評価する。
• 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: Quantum fluctuations in the intensity of an optical probe is noise which limits measurement precision in absorption spectroscopy. Increased probe power can offer greater precision, however, this strategy is often constrained by sample saturation. Here, we analyse measurement precision for a generalised absorption model in which we account for saturation and explore its effect on both classical and quantum probe performance. We present a classical probe-sample optimisation strategy to maximise precision and find that optimal probe powers always fall within the saturation regime. We apply our optimisation strategy to two examples, high-precision Doppler broadened thermometry and an absorption spectroscopy measurement of Chlorophyll A. We derive a limit on the maximum precision gained from using a non-classical probe and find a strategy capable of saturating this bound. We evaluate amplitude-squeezed light as a viable experimental probe state and find it capable of providing precision that reaches to within > 85% of the ultimate quantum limit with currently available technology.
• Abstract（参考訳）: 光プローブの強度の量子揺らぎは、吸収分光における測定精度を制限するノイズである。 プローブパワーの増大は高い精度をもたらすが、この戦略はしばしばサンプル飽和によって制限される。 本稿では、飽和度を考慮に入れた一般化吸収モデルの測定精度を分析し、古典的および量子的プローブ性能に与える影響を探求する。 従来のプローブサンプル最適化手法で精度を最大化し、最適プローブパワーが常に飽和状態に収まることを確かめる。 高精度ドップラー拡大熱測定とクロロフィルaの吸収分光測定の2つの例に最適化戦略を適用し,非古典的プローブを用いて得られた最大精度の限界を導出し,この限界を飽和させることのできる方法を見いだした。 我々は振幅印加された光を実験的なプローブ状態として評価し、現在利用可能な技術で最大量子限界の85%以内の精度を提供できることを示した。

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