論文の概要: Super-resolved reconstruction of single-photon emitter locations from $g^{(2)}(0)$ maps

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2511.01279v1
• Date: Mon, 03 Nov 2025 06:54:43 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2025-11-05 20:56:29.062122
• Title: Super-resolved reconstruction of single-photon emitter locations from $g^{(2)}(0)$ maps
• Title（参考訳）: g^{(2)}(0)$写像からの単一光子エミッタ位置の超解像再構成
• Authors: Sonali Gupta, Amit Kumar, Vikas S Bhat, Sushil Mujumdar,
• Abstract要約: ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、室温安定性、長いスピン、ナノフォトニック構造との整合性のために期待されている。 従来の共焦点顕微鏡は回折に制限されており、焦点領域内のエミッタ分布を解決できない。 本稿では,空間的コヒーレンスを包含したマッピング手法とインバージョンに基づく再構成アルゴリズムを提案する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.325210194760956
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Single-photon sources are vital for emerging quantum technologies. In particular, Nitrogen-vacancy (NV) centers in diamond are promising due to their room-temperature stability, long spin coherence, and compatibility with nanophotonic structures. A key challenge, however, is the reliable identification of isolated NV centers, since conventional confocal microscopy is diffraction-limited and cannot resolve emitter distributions within a focal spot. Besides, the associated intensity scanning is a time-expensive procedure. Here, we introduce a raster-scanned $g^{(2)}(0)$ mapping technique combined with an inversion-based reconstruction algorithm. By directly measuring local photon antibunching across the field of view, we extract the effective emitter number within each focal spot and reconstruct occupancy maps on a sub-focal-spot grid. This enables recovery of the number and spatial distribution of emitters within regions smaller than the confocal focal spot, thereby offering possibilities of going beyond the diffraction limit. Our simulations confirm robust reconstruction of NV-center distributions. The method provides a practical diagnostic tool for locating single-photon sources in an efficient and accurate manner, at much lesser time and effort compared to conventional intensity scanning. It offers valuable feedback for nanophotonic device fabrication, supporting more precise and scalable integration of NV-based quantum photonic technologies.
• Abstract（参考訳）: 単一光子源は量子技術の発展に不可欠である。 特に、ダイヤモンド中の窒素空孔(NV)中心は、室温安定性、長いスピンコヒーレンス、ナノフォトニック構造との整合性のために有望である。 しかし、従来の共焦点顕微鏡は回折に制限され、焦点領域内のエミッタ分布を解決できないため、孤立したNV中心の確実な同定が重要な課題である。 さらに、関連するインテンシティ・スキャニングは時間拡張の手順である。 本稿では,ラスタスキャンした$g^{(2)}(0)$マッピング手法とインバージョンベース再構成アルゴリズムを紹介する。 視野内における局所光子アンチバンキングを直接測定することにより、各焦点領域内の有効エミッタ数を抽出し、サブ焦点格子上の占有マップを再構成する。 これにより、共焦点焦点よりも小さい領域におけるエミッタの数と空間分布の回復が可能となり、回折限界を超える可能性がある。 シミュレーションによりNV中心分布の頑健な再構成が確認された。 本発明の方法は、従来よりもはるかに少ない時間と労力で、1光子源を効率的かつ正確な位置決めを行うための実用的な診断ツールを提供する。 ナノフォトニックデバイス製造のための貴重なフィードバックを提供し、NVベースの量子フォトニクス技術のより正確でスケーラブルな統合をサポートする。

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