論文の概要: Methane sensing in the mid-IR using short wave IR photon counting detectors via non-linear interferometry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2209.15289v2
- Date: Tue, 21 May 2024 17:06:53 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-05-22 19:40:07.661690
- Title: Methane sensing in the mid-IR using short wave IR photon counting detectors via non-linear interferometry
- Title（参考訳）: 短波IR光子計数検出器を用いた非線形干渉法による中赤外メタン検出
- Authors: Arthur C. Cardoso, Jinghan Dong, Haichen Zhou, Siddarth K. Joshi, John G. Rarity,
- Abstract要約: 非線形干渉計を用いて, 測定波長をSWIR (1.55$mu$m) にシフトする新しいMIRメタンセンサを実証した。
この技術は、ポンプ、信号、アイドラーモードが非線形結晶をダブルパスする際に3波混合で見られる干渉効果を利用する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0699049312989311
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We demonstrate a novel MIR methane sensor shifting measurement wavelength to SWIR (1.55$\mu$m) by using non-linear interferometry. The technique exploits the interference effects seen in three-wave mixing when pump, signal, and idler modes make a double pass through a nonlinear crystal. The method allows sensing at wavelengths where detectors are poor ($>$3$\mu$m) and detection at wavelengths where photon counting sensitivity can be achieved. In a first experimental demonstration, we measured a small methane concentration inside a gas cell with high precision. This interferometer can be built in a compact design for field operations and potentially enable the detection of low concentrations of methane at up to 100m range. Signal-to-noise ratio calculations show that the method can outperform existing short wavelength ($\sim$1.65$\mu$m) integrated path differential absorption direct sensing at high ($>$$10^{-4}$) non-linear gain.
- Abstract（参考訳）: 非線型干渉計を用いて, 測定波長をSWIR (1.55$\mu$m) にシフトする新しいMIRメタンセンサを実証した。
この技術は、ポンプ、信号、アイドラーモードが非線形結晶をダブルパスする際に3波混合で見られる干渉効果を利用する。
この方法では、検出器が不足している波長($3$\mu$m)を検知し、光子計数感度を達成できる波長を検出できる。
最初の実験では, ガスセル内のメタン濃度を高精度に測定した。
この干渉計は、フィールド操作のためのコンパクトな設計で構築することができ、最大100mの範囲でのメタンの低濃度の検出を可能にする可能性がある。
信号対雑音比の計算は、この手法が既存の短波長($\sim$1.65$\mu$m)積分パス微分吸収直接センシングを高い$>10^{-4}$)非線形ゲインで上回ることを示す。
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