論文の概要: Fast measurement of group index variation with ultimate precision using
Hong-Ou-Mandel interferometry
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2401.11853v1
- Date: Mon, 22 Jan 2024 11:17:46 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-01-23 14:22:10.041033
- Title: Fast measurement of group index variation with ultimate precision using
Hong-Ou-Mandel interferometry
- Title（参考訳）: hong-ou-mandel interferometry を用いた究極精度群指数変動の高速測定
- Authors: Sandeep Singh, Vimlesh Kumar, and G. K. Samanta
- Abstract要約: ホン・ウー・マンデル干渉法は量子センシングアプリケーションに有用なツールとして登場した。
我々は時間効率で光遅延測定を最適化する。
測定は高速な検出と高い光子数を維持する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.6293956720749425
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Hong-Ou-Mandel (HOM) interferometry has emerged as a valuable tool for
quantum sensing applications, particularly in measuring physical parameters
that influence the relative optical delay between pair photons. Unlike
classical techniques, HOM-based quantum sensors offer higher resolution due to
their intrinsic dispersion cancellation property. Despite this advantage,
achieving precise measurements of optical delay crucial for practical
applications often involves time-consuming integration and post-processing with
traditional statistical methods. To address this challenge, our recent work
focused on optimizing optical delay measurements in a time-efficient manner. By
carefully selecting the length of a 1 mm periodically-poled KTP (PPKTP) crystal
for pair photon generation, we achieved a remarkable group index measurement
precision of $\sim 6.75\times 10^{-6}$ per centimeter of sample length,
surpassing the previous maximum precision by over 400$\%$. These current
measurements maintain fast detection and high photon counts, which are
essential for practical quantum sensing applications. The HOM-based method,
while limiting the measurement range, can be extended by compensating for
photon delay using an optical delay stage. As a proof-of-principle, we measured
the group index variation of PPKTP over a temperature range up to
200$^{\circ}$C with a precision in the range of one part per million
($\sim$10$^{-6}$). This advancement not only contributes to quantum sensing but
also holds promising implications for high-precision and long-range
measurements in quantum optical coherence tomography.
- Abstract（参考訳）: ホン・ウー・マンデル(hom)干渉法(hom)は量子センシング応用において、特にペア光子間の相対光学遅延に影響を与える物理パラメータを測定する上で有用なツールである。
古典的手法とは異なり、HOMベースの量子センサは本質的な分散キャンセル特性のために高分解能を提供する。
この利点にもかかわらず、実用上重要な光学遅延の正確な測定を達成するには、しばしば時間を要する統合と従来の統計手法による後処理が必要となる。
本研究は,光遅延測定を時間効率で最適化することに焦点を当てた。
1mmの周期的なKTP結晶長をペア光子生成のために慎重に選択することにより、試料長の1センチメートルあたり$\sim 6.75\times 10^{-6}$の顕著なグループ指数測定精度を達成し、それまでの最大精度を400$\%以上の精度で上回った。
これらの測定は高速検出と高光子数を維持しており、これは実用的な量子センシング用途に不可欠である。
HOM法は、測定範囲を制限しながら、光遅延ステージを用いて光子遅延を補償することにより拡張することができる。
原理実証として, PPKTPの温度範囲200$^{\circ}$Cにおけるグループ指数の変動を, 1部あたりの精度で測定した(\sim$10$^{-6}$)。
この進歩は量子センシングに寄与するだけでなく、量子光学コヒーレンストモグラフィにおける高精度・長距離測定にも有望な意味を持つ。
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