論文の概要: Weak Thermal State Quadrature-Noise Shadow Imaging

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2202.02231v2
• Date: Fri, 23 Dec 2022 21:51:08 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-02-26 20:52:19.347837
• Title: Weak Thermal State Quadrature-Noise Shadow Imaging
• Title（参考訳）: 弱熱状態二次ノイズ陰影イメージング
• Authors: Pratik J. Barge, Ziqi Niu, Savannah Cuozzo, Eugeniy E. Mikhailov, Irina Novikova, Hwang Lee, and Lior Cohen
• Abstract要約: 数光子熱光学場を用いて不透明物体の画像を作成する可能性を示す。 このような熱的QSIスキームは、暗黒数の影響を考慮した場合、古典的微分画像よりも有利であることを示す。
• 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 this work, we theoretically and experimentally demonstrate the possibility to create an image of an opaque object using a few-photon thermal optical field. We utilize the Quadrature-Noise Shadow Imaging (QSI) technique that detects the changes in the quadrature-noise statistics of the probe beam after its interaction with an object. We show that such thermal QSI scheme has an advantage over the classical differential imaging when the effect of dark counts is considered. At the same time, the easy availability of thermal sources for any wavelength makes the method practical for broad range of applications, not accessible with, e.g. quantum squeezed light. As a proof of principle, we implement this scheme by two different light sources: a pseudo-thermal beam generated by rotating ground glass (RGG) method and a thermal beam generated by Four-Wave Mixing (FWM) method. The RGG method shows simplicity and robustness of QSI scheme while the FWM method validates theoretical signal-to-noise ratio predictions. Finally, we demonstrate low-light imaging abilities with QSI by imaging a biological specimen on a CCD camera, detecting as low as 0.03 photons on average per pixel per 1.7 microseconds exposure.
• Abstract（参考訳）: 本研究では、数光子熱光学場を用いて不透明な物体の像を作る可能性を理論的に実験的に実証する。 本研究では、物体との相互作用後のプローブビームの4次ノイズ統計量の変化を検出するQuardrature-Noise Shadow Imaging (QSI)技術を利用する。 このような熱的QSIスキームは、暗黒数の影響を考慮した場合、古典的微分画像よりも有利であることを示す。 同時に、どんな波長でも容易に熱源が利用できるようになると、この手法は広い範囲の応用に実用的になり、例えば、量子圧縮光ではアクセスできない。 本手法の原理の証明として, 回転接地ガラス(RGG)法で発生する擬似熱線と, 四波混合(FWM)法で発生する熱線とを2つの異なる光源で実装する。 rgg法はqsiスキームの単純さとロバスト性を示し、fwm法は理論的な信号対雑音比予測を検証する。 最後に, 生体試料をCCDカメラに撮像し, 1.7マイクロ秒当たり平均0.03光子を検出することにより, QSIによる低照度撮像能力を実証した。

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