論文の概要: Background resilient quantitative phase microscopy using entangled photons
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2406.06377v1
- Date: Mon, 10 Jun 2024 15:39:32 GMT
- ステータス: 処理完了
- システム内更新日: 2024-06-11 13:18:57.745986
- Title: Background resilient quantitative phase microscopy using entangled photons
- Title（参考訳）: 絡み合った光子を用いた背景反射型定量的位相顕微鏡
- Authors: Yingwen Zhang, Paul-Antoine Moreau, Duncan England, Ebrahim Karimi, Benjamin Sussman,
- Abstract要約: 本稿では, 位相勾配を用いた量子ベースの定量的位相顕微鏡法を提案する。
画像分解能は2.76,mu$mで、位相精度は少なくともラムダ/30$で、位相感度は810,nmの波長でラムダ/100$であることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: In this work, we introduce a quantum-based quantitative phase microscopy technique using a phase gradient approach that is inherently background resistant and does not rely on interferometry or scanning. Here, a transparent sample is illuminated by both photons of a position-momentum entangled pair with one photon setup for position measurement in the near-field (NF) of the sample and its partner for momentum measurement in the far-field (FF). By virtue of the spatial correlation property inherent to the entanglement, both the position and momentum information of the photons can thus be obtained simultaneously. The phase profile of the sample is then deduced through a phase gradient measurement obtained by measuring the centroid shift of the photons' in the FF momentum plane for each NF position. We show that the technique, while achieving an imaging resolution of 2.76\,$\mu$m, is phase accurate to at least $\lambda/30$ and phase sensitive to $\lambda/100$ at a wavelength of 810\,nm. In addition, through the temporal correlation between the photon pairs, our technique shows resilience to strong dynamic background lights, which can prove difficult to account for in classical phase imaging techniques. We believe this work marks a significant advancement in the capabilities of quantum phase microscopy and quantum imaging in general, it showcases imaging and phase resolutions approaching those attainable with classical phase microscopes. This advancement brings quantum imaging closer to practical real-world applications, heralding new possibilities in the field.
- Abstract（参考訳）: 本研究では、本質的に背景抵抗性があり、干渉計や走査に依存しない位相勾配法による量子ベースの定量的位相顕微鏡手法を提案する。
ここでは、試料の近距離場(NF)における位置測定のための1つの光子セットアップと遠距離場(FF)における運動量測定のためのパートナーとの両光子により透明な試料を照射する。
これにより、絡み合いに固有の空間相関特性により、光子の位置情報と運動量情報の両方を同時に得ることができる。
次に、試料の位相プロファイルを、各NF位置に対するFF運動量平面における光子'のセントロイドシフトを測定した位相勾配測定により推定する。
この手法は、画像解像度 2.76\,$\mu$m は位相精度が少なくとも$\lambda/30$ であり、位相感度は 810\,nm の波長で $\lambda/100$ であることを示す。
さらに,光子対間の時間的相関により,強い動的背景光に対するレジリエンスを示す。
この研究は、一般に量子位相顕微鏡と量子イメージングの能力において重要な進歩であり、古典的な位相顕微鏡で達成可能なものに近づいた画像と位相分解能を示すものである。
この進歩により、量子イメージングは現実の応用に近づき、この分野における新たな可能性を秘めている。
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