論文の概要: Self-Bayesian Aberration Removal via Constraints for Ultracold Atom
Microscopy
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2108.07106v1
- Date: Mon, 16 Aug 2021 14:22:04 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-03-18 07:41:24.484342
- Title: Self-Bayesian Aberration Removal via Constraints for Ultracold Atom
Microscopy
- Title（参考訳）: 超低温原子顕微鏡のための制約による自己ベイズ収差除去
- Authors: Emine Altuntas and Ian B. Spielman
- Abstract要約: 超低温原子の高分解能イメージングは、通常、カスタムの高開口(NA)光学を必要とする。
実用的かつ経済的な高収差高分解能顕微鏡の目的として,低コストの高NA非球面レンズを用いた。
デジタル補正技術により, 密度密度相関測定における光子ショットノイズの寄与を低減できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: High-resolution imaging of ultracold atoms typically requires custom high
numerical aperture (NA) optics, as is the case for quantum gas microscopy.
These high NA objectives involve many optical elements each of which
contributes to loss and light scattering, making them unsuitable for quantum
back-action limited "weak" measurements. We employ a low cost high NA aspheric
lens as an objective for a practical and economical-although aberrated-high
resolution microscope to image ${^{87}\mathrm{Rb}}$ Bose-Einstein condensates.
Here, we present a novel methodology for digitally eliminating the resulting
aberrations that is applicable to a wide range of imaging strategies and
requires no additional hardware. We recover nearly the full NA of our
objective, thereby demonstrating a simple and powerful digital aberration
correction method for achieving optimal microscopy of quantum objects. This
reconstruction relies on a high quality measure of our imaging system's
even-order aberrations from density-density correlations measured with
differing degrees of defocus. We demonstrate our aberration compensation
technique using phase contrast imaging, a dispersive imaging technique directly
applicable to quantum back-action limited measurements. Furthermore, we show
that our digital correction technique reduces the contribution of photon shot
noise to density-density correlation measurements which would otherwise
contaminate the desired quantum projection noise signal in weak measurements.
- Abstract（参考訳）: 超低温原子の高分解能イメージングは通常、量子ガス顕微鏡のようにカスタムの高数値開口(na)光学を必要とする。
これらの高いNA目標には、損失や光散乱に寄与する多くの光学的要素が含まれており、量子バックアクションの制限された「弱」測定には適さない。
実用的かつ経済的な高分解能顕微鏡の目的として安価で高na非球面レンズを用い,${^{87}\mathrm{rb}}$ bose-einstein condensates を撮影した。
本稿では,幅広い撮像戦略に適用可能で,追加のハードウェアを必要とせず,結果として生じる収差をディジタルに排除する新しい手法を提案する。
目的のほぼ完全なNAを回復し、量子オブジェクトの最適顕微鏡を実現するためのシンプルで強力なディジタル収差補正法を実証する。
この再構成は、デフォーカスの度合いの異なる密度密度相関による画像システムの偶数次収差の高精度な測定に依存する。
量子バックアクション制限測定に適用可能な分散イメージング技術である位相コントラストイメージングを用いた収差補償手法を実証する。
さらに, ディジタル補正技術は, 光子ショットノイズの密度密度相関測定への寄与を低減し, 弱い測定で所望の量子射影雑音信号を汚染することを示した。
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