論文の概要: Experimental Demonstration of a Quantum-Optimal Coronagraph Using Spatial Mode Sorters

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2407.12776v3
• Date: Fri, 14 Mar 2025 22:35:32 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-03-18 12:28:55.525119
• Title: Experimental Demonstration of a Quantum-Optimal Coronagraph Using Spatial Mode Sorters
• Title（参考訳）: 空間モードソータを用いた量子最適コロナグラフの実験的研究
• Authors: Nico Deshler, Itay Ozer, Amit Ashok, Saikat Guha,
• Abstract要約: 深層回折による太陽系外惑星の発見は、現在最先端の直接撮像コロナグラフの到達範囲を超えている。 我々は、レイリー回折限界以下での太陽系外惑星の検出と局在の量子限界を達成することができる直接撮像コロナグラフの設計の実証実験を行った。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9099663022952499
• License:
• Abstract: Deep sub-diffraction exoplanet discovery currently lies beyond the reach of state-of-the-art direct imaging coronagraphs, which typically have an inner working angle larger than the diffraction scale. We present an experimental demonstration of a direct imaging coronagraph design capable of achieving the quantum limits of exoplanet detection and localization below the Rayleigh diffraction limit. Our benchtop implementation performs a forward and inverse pass through a free-space programmable spatial mode sorter configured to isolate photons in a point spread function (PSF)-adapted mode basis. During the forward pass, the fundamental mode is rejected, effectively eliminating light from an on-axis point-like star. On the inverse pass, the remaining modes are coherently recombined to form an image of a faint companion. Our experimental system is shown localizing an artificial exoplanet at sub-diffraction distances from its host star under a 1000:1 star-planet contrast.
• Abstract（参考訳）: 深部回折外惑星の発見は、通常、回折スケールよりも内側の加工角度が大きい最先端の直接撮像コロナグラフの到達範囲を超えている。 我々は、レイリー回折限界以下での太陽系外惑星の検出と局在の量子限界を達成することができる直接撮像コロナグラフの設計の実証実験を行った。 我々のベンチトップ実装は、ポイントスプレッド機能(PSF)適応モードベースで光子を分離するように構成された、自由空間プログラム可能な空間モードソータを前方・逆パスする。 前方通過の間、基本モードは拒否され、オン軸の点状星からの光を効果的に除去する。 逆パスでは、残りのモードをコヒーレントに再結合し、かすかな伴奏のイメージを形成する。 我々の実験システムは、1000:1の恒星-惑星のコントラストの下で、主星からサブ回折距離で人工外惑星を局在させる。

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