論文の概要: Photon number resolution without optical mode multiplication

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2210.16653v1
• Date: Sat, 29 Oct 2022 16:58:58 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-21 02:59:35.133747
• Title: Photon number resolution without optical mode multiplication
• Title（参考訳）: 光モード乗算のない光子数分解能
• Authors: Anton N. Vetlugin, Filippo Martinelli, Shuyu Dong, and Cesare Soci
• Abstract要約: 分散検出器アレイにおいて,モード多重化を単一光モードのコヒーレント吸収に置き換えることで,制約を克服する光子数解法を提案する。 概念実証として、現実的なパラメータを持つ超伝導ナノワイヤ単光子検出器の分散配列について考察する。
• 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: Common methods to achieve photon number resolution rely on fast on-off single-photon detectors in conjunction with temporal or spatial mode multiplexing. Yet, these methods suffer from an inherent trade-off between the efficiency of photon number discrimination and photon detection rate. Here, we introduce a method of photon number resolving detection that overcomes these limitations by replacing mode multiplexing with coherent absorption of a single optical mode in a distributed detector array. Distributed coherent absorption ensures complete and uniform absorption of light among the constituent detectors, enabling fast and efficient photon number resolution. As a proof-of-concept, we consider the case of a distributed array of superconducting nanowire single-photon detectors with realistic parameters and show that deterministic absorption and arbitrarily high photon number discrimination efficiency can be achieved by increasing the number of detectors in the array. Photon number resolution without optical mode multiplication provides a simple yet effective method to discriminate an arbitrary number of photons in large arrays of on-off detectors or in smaller arrays of mode multiplexed detectors.
• Abstract（参考訳）: 光子数分解の一般的な方法は、時間モードや空間モードの多重化と共に高速なオンオフ単光子検出器に依存する。 しかし、これらの手法は、光子数識別の効率と光子検出率との間に固有のトレードオフがある。 本稿では,モード多重化を分散検出器アレイにおける単一光モードのコヒーレント吸収に置き換えることで,これらの制約を克服する光子数解法を提案する。 分散コヒーレント吸収は、構成検出器間の光の完全かつ均一な吸収を保証し、高速かつ効率的な光子数分解を可能にする。 概念実証として、現実的なパラメータを持つ超伝導ナノワイヤ単光子検出器の分散配列を考えると、アレイ内の検出器数を増やすことで、決定論的吸収と任意に高い光子数判別効率が得られることを示す。 光モード乗算のない光子数分解は、オンオフ検出器の大きな配列やより小さなモード多重検出器の配列において任意の数の光子を識別する、単純かつ効果的な方法を提供する。

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