論文の概要: Quantum Wiener-Khinchin theorem for spectral-domain optical coherence
tomography
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2205.11298v1
- Date: Mon, 23 May 2022 13:38:25 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2023-02-12 00:41:20.372572
- Title: Quantum Wiener-Khinchin theorem for spectral-domain optical coherence
tomography
- Title（参考訳）: スペクトル領域光コヒーレンストモグラフィのための量子ウィーナー・ヒンチンの定理
- Authors: Yuanyuan Chen and Lixiang Chen
- Abstract要約: 量子Wiener-Khinchin定理(QWKT)を用いて、2光子結合スペクトル強度と2光子時間信号の相互相関を接続できることを述べる。
数学的に定義されたQWKTは、スペクトル分解検出の助けを借りて、周波数に絡み合った2光子のHong-Ou-Mandel干渉で実験的に実証される。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 9.107095800991337
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Wiener-Khinchin theorem, the fact that the autocorrelation function of a time
process has a spectral decomposition given by its power spectrum intensity, can
be used in many disciplines. However, the applications based on a quantum
counterpart of Wiener-Khinchin theorem that provides a translation between
time-energy degrees of freedom of biphoton wavefunction still remains
relatively unexplored. Here, we use a quantum Wiener-Khinchin theorem (QWKT) to
state that two-photon joint spectral intensity and the cross-correlation of
two-photon temporal signal can be connected by making a Fourier transform. The
mathematically-defined QWKT is experimentally demonstrated in
frequency-entangled two-photon Hong-Ou-Mandel (HOM) interference with the
assistance of spectrally-resolved detection. We apply this method to
spectral-domain quantum optical coherence tomography that detects
thickness-induced optical delays in a transparent sample, and show that our
method suffices to achieve great advantages in measurement precision within a
wide dynamic range and capturing time over the conventional HOM interferometric
schemes. These results may significantly facilitate the use of QWKT for quantum
information processing and quantum interferometric spectroscopy.
- Abstract（参考訳）: ウィーナー・ヒンチンの定理は、時間過程の自己相関関数がそのパワースペクトル強度によって与えられるスペクトル分解を持つという事実であり、多くの分野で用いられる。
しかし、ウィナー・ヒンチンの量子的な定理に基づく応用は、双光子波動関数の時間エネルギー自由度の間の変換を提供するが、まだ比較的未定である。
ここでは量子ウィーナー・ヒンチンの定理(qwkt)を用いて、2光子結合スペクトル強度と2光子時間信号の相互相関をフーリエ変換することにより接続できることを示す。
数学的に定義されたQWKTは、スペクトル分解検出の助けを借りて、2光子のHong-Ou-Mandel(HOM)干渉で実験的に実証される。
本手法をスペクトル領域の量子コヒーレンストモグラフィに応用し, 透過試料の厚さ誘起光遅延を検知し, 従来のhom干渉法に比べて, 広いダイナミックレンジで測定精度, 撮影時間において大きな利点を得られることを示す。
これらの結果は量子情報処理や量子干渉分光におけるQWKTの利用を著しく促進する可能性がある。
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