論文の概要: Nonlinear Interferometry for Quantum-Enhanced Measurements of Multiphoton Absorption

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.02697v1
• Date: Mon, 5 Sep 2022 08:43:45 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-27 20:48:45.797608
• Title: Nonlinear Interferometry for Quantum-Enhanced Measurements of Multiphoton Absorption
• Title（参考訳）: 非線形干渉法による多光子吸収の測定
• Authors: Shahram Panahiyan, Carlos S\'anchez Mu\~noz, Maria V. Chekhova, and Frank Schlawin
• Abstract要約: 非平衡非線形干渉計内に多光子吸収剤を配置することで、多光子断面積推定の精度を高めることができることを示す。 特に、光子フラックスによる感度のパワースケーリングは、コヒーレント光を用いた試料の透過測定と比較して桁違いに増大させることができる。
• 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: Multiphoton absorption is of vital importance in many spectroscopic, microscopic or lithographic applications. However, given that it is an inherently weak process, the detection of multiphoton absorption signals typically requires large field intensities, hindering its applicability in many practical situations. In this work, we show that placing a multiphoton absorbent inside an imbalanced nonlinear interferometer can enhance the precision of multiphoton cross-section estimation with respect to strategies based on direct transmission measurements by coherent or even squeezed light. In particular, the power scaling of the sensitivity with photon flux can be increased by an order of magnitude compared to transmission measurements of the sample with coherent light, meaning that a signal could be observed at substantially reduced excitation intensities. Furthermore, we show that this enhanced measurement precision is robust against experimental imperfections leading to photon losses, which usually tend to degrade the detection sensitivity. We trace the origin of this enhancement to an optimal degree of squeezing which has to be generated in a nonlinear SU(1,1)-interferometer.
• Abstract（参考訳）: 多光子吸収は、多くの分光、顕微鏡、リソグラフィーの応用において極めて重要である。 しかし、本質的に弱いプロセスであることを考えると、多光子吸収信号の検出は一般的に大きな磁場強度を必要とするため、多くの実用的な状況においてその適用性を妨げる。 本研究では,非平衡非線形干渉計内に多光子吸収剤を配置することで,コヒーレント光や圧縮光による直接透過測定に基づく戦略に対して,多光子断面積推定の精度を高めることができることを示す。 特に、光子フラックスによる感度のパワースケーリングは、コヒーレント光による試料の透過測定と比較して桁違いに大きくすることができる。 さらに, この測定精度の向上は光子損失につながる実験的不完全性に対して頑健であり, 検出感度を低下させる傾向があることを示した。 このエンハンスメントの起源は、非線形SU(1,1)干渉計で発生しなければならない最適のスクイージング度にまでさかのぼる。

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