論文の概要: Supersensitive phase estimation by thermal light in a Kerr-nonlinear interferometric setup
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2308.13267v2
- Date: Wed, 17 Jul 2024 13:23:58 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-07-18 23:28:28.635054
- Title: Supersensitive phase estimation by thermal light in a Kerr-nonlinear interferometric setup
- Title（参考訳）: カーノンリニア干渉計セットアップにおける熱光による高感度位相推定
- Authors: Nilakantha Meher, Eilon Poem, Tomáš Opatrný, Ofer Firstenberg, Gershon Kurizki,
- Abstract要約: 超感度位相推定は、例えば、Kerr-nonlinear 2モード結合器を介してマッハ-ツェンダー干渉計に注入されたテクスタイトコヒーレントにより達成可能であることを示す。
位相誤差は、平均光子数である$barn$より1/barn$以下である。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Estimation of the phase delay between interferometer arms is the core of transmission phase microscopy. Such phase estimation may exhibit an error below the standard quantum (shot-noise) limit, if the input is an entangled two-mode state, e.g., a N00N state. We show, by contrast, that such supersensitive phase estimation (SSPE) is achievable by \textit{incoherent}, e.g., \textit{thermal}, light that is injected into a Mach-Zehnder interferometer via a Kerr-nonlinear two-mode coupler. Phase error is shown to be reduced below $1/\bar{n}$, $\bar{n}$ being the mean photon number, by thermal input in such interferometric setups, even for small nonlinear phase-shifts per photon pair or for significant photon loss. Remarkably, the phase accuracy achievable in such setups by thermal input surpasses that of coherent light with the same $\bar{n}$. Available mode couplers with giant Kerr nonlinearity that stems either from dipole-dipole interactions of Rydberg polaritons in a cold atomic gas, or from cavity-enhanced dispersive atom-field interactions, may exploit such effects to substantially advance interferometric phase microscopy using incoherent, faint light sources.
- Abstract（参考訳）: 干渉計アーム間の位相遅延の推定は、透過相顕微鏡のコアとなる。
このような位相推定は、入力が絡み合った2モード状態、例えば g , a N00N 状態である場合、標準量子(ショットノイズ)限界以下の誤差を示す。
対照的に、そのような超感度位相推定(SSPE)は、Kerr-nonlinear two-mode couplerを介してマッハ-ツェンダー干渉計に注入される光であるtextit{incoherent}, e g , \textit{thermal} によって達成可能であることを示す。
位相誤差は平均光子数である1/\bar{n}$, $\bar{n}$以下に減少することが示され、光子対当たりの小さな非線形位相シフトや大きな光子損失に対しても、そのような干渉計セットアップにおける熱入力によって示される。
熱入力によって得られる位相精度は、同じ$\bar{n}$のコヒーレント光を超える。
コールド原子ガス中におけるリドバーグ偏光子の双極子-双極子相互作用やキャビティ強化された分散原子-磁場相互作用から生じる巨大なケーラー非線形性を持つモードカップラは、このような効果を利用して、非コヒーレントでかすかな光源を用いた干渉型位相顕微鏡を実質的に前進させることができる。
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