論文の概要: Demonstration of Fourier-domain Quantum Optical Coherence Tomography for a fast tomographic quantum imaging
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2502.08372v2
- Date: Fri, 03 Oct 2025 00:31:14 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2025-10-06 14:21:29.678799
- Title: Demonstration of Fourier-domain Quantum Optical Coherence Tomography for a fast tomographic quantum imaging
- Title（参考訳）: 高速トモグラフィ量子イメージングのためのフーリエ領域量子コヒーレンストモグラフィの実証
- Authors: Sylwia M. Kolenderska, Crislane Vieira de Brito, Piotr Kolenderski,
- Abstract要約: 量子光コヒーレンス・トモグラフィ(Q-OCT)は、古典的なOCTよりもいくつかの実験用語で優れている。
セットアップ中の分解能劣化効果を補償する2つのジョイントスペクトル前処理アルゴリズムを提案する。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.9558392439655014
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Using spectrally correlated photon pairs instead of classical laser light and coincidence detection instead of light intensity detection, Quantum Optical Coherence Tomography (Q-OCT) outperforms classical OCT in several experimental terms. It provides twice better axial resolution with the same spectral bandwidth and it is immune to even-order chromatic dispersion, including Group Velocity Dispersion responsible for the bulk of axial resolution degradation in the OCT images. Q-OCT has been performed in the time domain configuration, where one line of the two-dimensional image is acquired by axially translating the mirror in the interferometer's reference arm and measuring the coincidence rate of photons arriving at two single-photon-sensitive detectors. Although successful at producing resolution-doubled and dispersion-cancelled images, it is still relatively slow and cannot compete with its classical counterpart. Here, we experimentally demonstrate Q-OCT in a much faster Fourier-domain configuration, theoretically proposed in 2020, where the reference mirror is fixed and the joint spectrum is acquired by inserting long fibre spools in front of the detectors. We propose two joint spectrum pre-processing algorithms, aimed at compensating resolution-degrading effects within the setup. While the first one targets fibre spool dispersion, an effect specific to this configuration, the other one removes the effects leading to the weakening of even-order dispersion cancellation, the latter impossible to be mitigated in the time-domain alternative. Being additionally contrasted with both the time-domain approach and the conventional OCT in terms of axial resolution, imaging range and multilayer-object imaging, Fourier-domain Q-OCT is shown to be a significant step forward towards a practical and competitive solution in the OCT arena.
- Abstract（参考訳）: 古典的なレーザー光の代わりにスペクトル相関光子対と光強度検出の代わりに偶然検出を用いて、量子光コヒーレンス・トモグラフィー(Q-OCT)は古典的なOCTよりもいくつかの実験で優れている。
同じスペクトル帯域で2倍の軸方向分解能を提供し、OCT画像の軸方向分解能のばらつきに責任を負うグループ速度分散を含む偶数次の色分散に免疫を与える。
Q-OCTは、干渉計の基準アームにミラーを軸変換し、2つの単光子感度検出器に到着する光子の一致率を測定することにより、2次元画像の一線を取得する時間領域構成で実施されている。
解像度の倍増と分散キャンセラ画像の生成に成功したが、それでも比較的遅いため、従来の画像と競合することができない。
ここでは、Q-OCTをより高速なフーリエ領域構成で実験的に実証し、2020年に理論的に提案され、基準ミラーが固定され、検出器の前に長い繊維スプールを挿入することで関節スペクトルが取得される。
セットアップ中の分解能劣化効果を補償する2つのジョイントスペクトル前処理アルゴリズムを提案する。
1つは繊維スプール分散であり、この構成に特有の効果であるが、もう1つは偶数次分散キャンセルの弱化につながる効果を除去するが、後者は時間領域の代替案では緩和できない。
さらに, 軸方向分解能, 撮像範囲, 多層物体イメージングの両面において, 時間領域アプローチと従来のOCTとの対比から, フーリエ領域Q-OCTは, OCT領域における実用的で競争力のあるソリューションに向けた重要な一歩であることが示されている。
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