論文の概要: Entangled dual-comb spectroscopy

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2412.19800v1
• Date: Fri, 27 Dec 2024 18:57:59 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2024-12-30 17:24:54.176256
• Title: Entangled dual-comb spectroscopy
• Title（参考訳）: 絡み合ったデュアルコム分光法
• Authors: Abdulkarim Hariri, Shuai Liu, Haowei Shi, Quntao Zhuang, Xudong Fan, Zheshen Zhang,
• Abstract要約: 我々は、絡み合ったデュアルコム分光法(EDCS)を導入し、実験的に実証する。 EDCSは周波数コムの共役スペクトル構造に基づいて構築され、古典的DCSの標準量子限界以下のコム線の同時検出を可能にする。 EDCSをガス検出に適用することにより、信号と雑音の比が2.6dB向上し、従来のDCSよりも1.7倍の積分時間を短縮できる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.2963463193387534
• License:
• Abstract: Optical frequency combs have emerged as a cornerstone for a wide range of areas, including spectroscopy, ranging, optical clocks, time and frequency transfer, waveform synthesis, and communications. However, quantum mechanical fluctuations of the optical carrier impose fundamental performance limits on the precision of traditional classical laser frequency combs, particularly in their use for interferometry and spectroscopy. Entanglement, as a quintessential quantum resource, allows for surpassing the fundamental limits of classical systems. Here, we introduce and experimentally demonstrate entangled dual-comb spectroscopy (EDCS) that surmounts the fundamental limits of classical DCS. EDCS builds on tailored entangled spectral structures of the frequency combs, enabling simultaneous detection of all comb lines below the standard quantum limit of classical DCS. Applying EDCS in gas detection, we achieve a 2.6 dB enhancement in signal-to-noise ratio and a 1.7-fold reduction in integration time over classical DCS, rendering EDCS particularly suited for dynamic chemical and biological sensing, where fast, precise measurements subject to power constraints are required. EDCS represents a new paradigm for quantum frequency combs, underscoring their prospects in a plethora of applications in precision metrology, spectroscopy, and timekeeping.
• Abstract（参考訳）: 光周波数コムは、分光、レンジ、光時計、時間と周波数の転送、波形合成、通信など、幅広い分野の基盤として登場した。 しかし、光キャリアの量子力学的揺らぎは、従来のレーザー周波数コムの精度、特に干渉計や分光器の精度に基本的な性能制限を課している。 絡み合いは、クインテシデント量子資源として、古典システムの基本的な限界を超えることができる。 本稿では,古典的DCSの基本的限界を克服する絡み合ったデュアルコム分光法(EDCS)を実験的に導入し,実証する。 EDCSは周波数コムの共役スペクトル構造に基づいており、古典的DCSの標準量子限界以下のすべてのコム線を同時に検出することができる。 EDCSをガス検出に適用することにより、信号対雑音比の2.6dB向上と、従来のDCSよりも1.7倍の積分時間短縮を実現し、EDCSは特に動的化学・生物学的センシングに適しており、電力制約による高速で正確な測定が必要である。 EDCSは、量子周波数コムの新たなパラダイムであり、精密メトロジー、分光、時間保存における多くの応用において、その展望を裏付けている。

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