論文の概要: Single-photon super-resolved spectroscopy from spatial-mode demultiplexing

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2409.01190v1
• Date: Mon, 2 Sep 2024 11:54:18 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2024-09-06 07:01:54.874047
• Title: Single-photon super-resolved spectroscopy from spatial-mode demultiplexing
• Title（参考訳）: 空間モード分解法による単一光子超解光分光
• Authors: Luigi Santamaria Amato, Fabrizio Sgobba, Deborah Pallotti, Cosmo Lupo,
• Abstract要約: サブ回折分解能を持つ非コヒーレント光の分光を実証する。 回折限界以下で分離された一対の不整点状の音源のスペクトルを解析する。 太陽系外惑星の大気スペクトロスコピーを強化するための応用が提案されている。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: We demonstrate spectroscopy of incoherent light with sub-diffraction resolution. In a proof-of-principle experiment we analyze the spectrum of a pair of incoherent point-like sources whose separation is below the diffraction limit. The two sources mimic a planetary system, with a brighter source for the star and a dimmer one for the planet. Acquiring spectral information about the secondary source is hard because the two images have a substantial overlap. This limitation is solved by leveraging a structured measurement based on spatial-mode demultiplexing, where light is first sorted in its Hermite-Gaussian components in the transverse field, then measured by photon detection. This allows us to effectively decouple the photons coming from the two sources. An application is suggested to enhance exoplanets' atmosphere spectroscopy. A number of experiments of super-resolution imaging based on spatial demultiplexing have been conducted in the past few years, with promising results. Here, for the first time to the best of our knowledge, we extend this concept to the domain of spectroscopy.
• Abstract（参考訳）: サブ回折分解能を持つ非コヒーレント光の分光を実証する。 原理実証実験では、回折限界以下で分離する不整点のような一対の源のスペクトルを解析する。 この2つの源は惑星系を模しており、恒星の光源は明るく、惑星の光源は暗くなっている。 2つの画像が重なり合っているため、二次音源のスペクトル情報を取得することは困難である。 この制限は、空間モードデマルチプレクシングに基づく構造化された測定を利用して解決され、光は横磁場のエルミート・ガウス成分で最初にソートされ、光子検出によって測定される。 これにより、2つの源からの光子を効果的に分離することができます。 太陽系外惑星の大気スペクトロスコピーを強化するための応用が提案されている。 空間デマルチプレクシングに基づく超高分解能イメージングのいくつかの実験が過去数年間に行われ、有望な結果が得られた。 ここでは、私たちの知識を最大限に活用するために、この概念を分光領域に拡張する。

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