論文の概要: Enhancing interferometry using weak value amplification with real weak values
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2404.00531v2
- Date: Wed, 19 Feb 2025 06:25:01 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-02-20 13:56:11.448975
- Title: Enhancing interferometry using weak value amplification with real weak values
- Title（参考訳）: 実弱値を用いた弱値増幅を用いた干渉計の高速化
- Authors: Jing-Hui Huang, Kyle M. Jordan, Adetunmise C. Dada, Xiang-Yun Hu, Jeff. S. Lundeen,
- Abstract要約: 本稿では、弱い値増幅(WVA)と従来の干渉計を組み合わせた超高感度干渉計プロトコルを提案する。
このプロトコルWVA+インターフェロメトリは、2つの経路間の相対遅延の弱い値増幅を用いて、インターフェロメトリ感度を高める。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.248608623448951
- License:
- Abstract: We introduce an ultra-sensitive interferometric protocol that combines weak value amplification (WVA) with traditional interferometry. This protocol WVA + interferometry uses weak value amplification of the relative delay between two paths to enhance interferometric sensitivity. As an example, we demonstrate a proof-of-principle experiment that achieves few-attosecond timing resolution (few nanometer path length resolution) with a double-slit interferometer using only common optical components. Since our example uses only the spatial shift of double-slit interference fringes, its precision is not limited by the timing resolution of the detectors, {but is instead limited by the fundamental shot noise associated with classical light and the diminished technical noise}. We experimentally demonstrate that the signal-to-noise ratio can be improved by one to two orders of magnitude relative to a measurement that does not use WVA. Two key conclusions are drawn: (i) Most conventional interferometric techniques primarily rely on determining the path difference (time delay or longitudinal phase), with their precision constrained by technical noise. Our protocol offers a robust solution for minimizing the technical noise in traditional interferometry, with precision in principle approaching the shot-noise limit. (ii) Although WVA has achieved significant advancements in ultra-sensitive longitudinal phase measurement, its applicability is constrained by the need for broad spectral bandwidths and high-resolution spectrometers. Contrary to previous assumptions, we demonstrate that quantum-limited WVA time delay measurements are achievable with narrowband light using real weak values.
- Abstract（参考訳）: 本稿では、弱い値増幅(WVA)と従来の干渉計を組み合わせた超高感度干渉計プロトコルを提案する。
このプロトコルWVA+インターフェロメトリは、2つの経路間の相対遅延の弱い値増幅を用いて、インターフェロメトリ感度を高める。
一例として、一般的な光学部品のみを用いた2分割干渉計を用いて、数tt秒の時間分解能(数ナノメートルパス長分解能)を実証した。
我々の例では、二重スリット干渉縞の空間シフトのみを用いるため、その精度は検出器のタイミング分解能によって制限されるのではなく、代わりに古典的な光と減少する技術的雑音に関連付けられた基本的なショットノイズによって制限される。
WVAを使用しない測定値と比較して,信号対雑音比が1～2桁向上できることを実験的に実証した。
2つの重要な結論が導かれる。
一 従来の干渉計技術は、主に経路差(時間遅延又は長手位相)を決定することに依存しており、その精度は技術的騒音に制約されている。
我々のプロトコルは従来の干渉法における技術的ノイズを最小限に抑えるための堅牢なソリューションを提供する。
(II) 広帯域帯域と高分解能分光計の要求により, WVAは高感度長周期位相測定において顕著な進歩を遂げているが, 適用性には制約がある。
従来の仮定とは対照的に、量子制限されたWVA時間遅延測定は、実弱値を用いた狭帯域光で達成可能であることを示す。
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