論文の概要: Measuring, processing, and generating partially coherent light with
self-configuring optics
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2402.00704v1
- Date: Thu, 1 Feb 2024 15:59:49 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-02-02 14:50:24.016507
- Title: Measuring, processing, and generating partially coherent light with
self-configuring optics
- Title（参考訳）: 自己構成光学と部分的コヒーレント光の測定、処理、生成
- Authors: Charles Roques-Carmes, Shanhui Fan, and David Miller
- Abstract要約: マルチモードシステムにおける空間的に部分的にコヒーレントな光を分析し,処理し,生成するための普遍的手法を提案する。
本手法は,平均出力が逐次最適化された自己構成層に依存している。
本稿では、この手法を用いて、部分的にコヒーレントな環境光のセンシング、任意のコヒーレント行列を持つ多重モード部分コヒーレント光の生成、量子光学混合物の分解を行う方法について述べる。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 4.574373524692042
- License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
- Abstract: Optical phenomena always display some degree of partial coherence between
their respective degrees of freedom. Partial coherence is of particular
interest in multimodal systems, where classical and quantum correlations
between spatial, polarization, and spectral degrees of freedom can lead to
fascinating phenomena (e.g., entanglement) and be leveraged for advanced
imaging and sensing modalities (e.g., in hyperspectral, polarization, and ghost
imaging). Here, we present a universal method to analyze, process, and generate
spatially partially coherent light in multimode systems by using
self-configuring optical networks. Our method relies on cascaded
self-configuring layers whose average power outputs are sequentially optimized.
Once optimized, the network separates the input light into its mutually
incoherent components, which is formally equivalent to a diagonalization of the
input density matrix. We illustrate our method with arrays of Mach-Zehnder
interferometers and show how this method can be used to perform partially
coherent environmental light sensing, generation of multimode partially
coherent light with arbitrary coherency matrices, and unscrambling of quantum
optical mixtures. We provide guidelines for the experimental realization of
this method, paving the way for self-configuring photonic devices that can
automatically learn optimal modal representations of partially coherent light
fields.
- Abstract（参考訳）: 光学現象は、常にそれぞれの自由度の間の部分的コヒーレンスを示す。
部分的コヒーレンスは、空間、偏光、スペクトルの自由度の間の古典的および量子的な相関が興味深い現象(例えば、絡み合い)につながり、高度なイメージングとセンシングのモダリティ(例えば、超スペクトル、偏光、ゴーストイメージング)に利用されるマルチモーダルシステムにおいて特に興味を持つ。
本稿では,自己設定型光ネットワークを用いたマルチモードシステムにおける空間的部分コヒーレント光の解析,処理,生成のための普遍的手法を提案する。
本手法は,平均出力が逐次最適化された自己構成層に依存する。
一度最適化されると、ネットワークは入力光を相互に不整合成分に分離し、これは入力密度行列の対角化と同値である。
我々は,マッハ・ツェンダー干渉計のアレイを用いて,この手法を部分的にコヒーレントな環境光センシング,任意のコヒーレント行列を持つ多重モード部分コヒーレント光の生成,量子光学混合物の非スクランブルにどのように使用できるかを示す。
この手法を実験的に実現するためのガイドラインを提供し,部分的コヒーレント光場の最適モード表現を自動学習するフォトニックデバイスの構成方法を提案する。
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