論文の概要: Quantum Sensing with Scanning Near-Field Optical Photons Scattered by an Atomic-Force Microscope Tip

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2212.04678v1
• Date: Fri, 9 Dec 2022 05:53:51 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2023-01-09 17:21:54.556694
• Title: Quantum Sensing with Scanning Near-Field Optical Photons Scattered by an Atomic-Force Microscope Tip
• Title（参考訳）: 原子間力顕微鏡による近接場光子の走査による量子センシング
• Authors: Soheil Khajavi, Zahra Shaterzadeh-Yazdi, Ali Eghrari, Mohammad Neshat
• Abstract要約: 散乱走査近接場光学顕微鏡(s-SNOM)はアブベ回折限界を克服するための有望な技術として知られている。 本稿では,電気双極子近似,画像理論,摂動理論を用いて提案システムに対する量子モデルを提案する。 提案手法は高分解能の量子イメージングや量子分光に利用できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
• Abstract: Scattering scanning near-field optical microscopy (s-SNOM) is known as a promising technique for overcoming Abbe diffraction limit and substantially enhancing the spatial resolution in spectroscopic imaging. The s-SNOM works by exposing an atomic force microscope (AFM) tip to an optical electromagnetic (EM) field, while the tip is so close to a sample that the incident beam lies within the near-field regime and displays nonlinear behaviour. We suggest replacing the incident field by quantized EM fields, i.e. photons, and propose a quantum model for the suggested system, by employing electric-dipole approximation, image theory, and perturbation theory. Quantum state of scattered photons from the AFM tip is extracted from the proposed model, which contain information about electrical permittivity of the dielectric material beneath the tip. The permittivity of the sample can be extracted through spectroscopic setups. Our proposed scheme can be used for quantum imaging or quantum spectroscopy with high resolution.
• Abstract（参考訳）: 散乱走査近接場光学顕微鏡(s-SNOM)は、アブベ回折限界を克服し、分光画像における空間分解能を大幅に向上させる有望な技術として知られている。 s-SNOMは原子間力顕微鏡(AFM)の先端を光学電磁場(EM)に露光し、先端は試料に非常に近いため、入射ビームは近接場状態内にあり、非線形挙動を示す。 我々は、入射場を量子化されたEM場、すなわち光子で置き換えることを提案し、電気双極子近似、画像理論、摂動理論を用いて提案する系の量子モデルを提案する。 AFM先端から散乱した光子の量子状態は, 先端下にある誘電体材料の誘電率に関する情報を含む提案モデルから抽出される。 試料の誘電率は分光学的セットアップによって抽出できる。 提案手法は高分解能の量子イメージングや量子分光に利用できる。

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