論文の概要: Quantum Limits of Passive Optical Surface Metrology and Defect Detection
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.10796v1
- Date: Wed, 11 Mar 2026 14:07:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-12 16:22:32.984839
- Title: Quantum Limits of Passive Optical Surface Metrology and Defect Detection
- Title（参考訳）: パッシブ光表面トモロジーの量子限界と欠陥検出
- Authors: Jernej Frank, George Brumpton, Tommaso Tufarelli, Gerardo Adesso, Samanta Piano,
- Abstract要約: 我々は受動光学面メトロジーのための量子統計フレームワークを開発する。
我々は、量子パラメータ推定と仮説テストの手法を用いて、幾何学的特徴を共同で推定する究極の境界を導出する。
本研究では,空間モードのソートにより,ひび割れ幅と深さをほぼ限定的に推定できることを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We develop a quantum statistical framework for passive optical surface metrology. Modelling a surface as an incoherent ensemble of point emitters imaged through a diffraction-limited system, we employ techniques from quantum parameter estimation and hypothesis testing to derive ultimate bounds for jointly estimating geometrical features and for deciding the presence or absence of surface defects, and we identify optimal measurements from the geometry of the point-spread-function manifold. As a representative application, we analyse a minimal surface crack model based on three point sources and show that spatial mode sorting can simultaneously enable near-quantum-limited estimation of crack width and depth and markedly enhanced detectability of the crack, compared with direct imaging. Our results pave the way towards enhanced optical inspection and characterisation of sub-diffraction surface features by probing a limited number of spatial modes without any illumination control.
- Abstract（参考訳）: 我々は受動光学面メトロジーのための量子統計フレームワークを開発する。
回折制限系を通して撮像された点エミッタの非整合アンサンブルとして曲面をモデル化し、量子パラメータ推定と仮説テストの手法を用いて、幾何学的特徴を共同で推定し、表面欠陥の有無を判断し、点-スプレッド関数多様体の幾何学から最適な測定値を求める。
代表的な応用として, 3点源に基づく最小表面き裂モデルの解析を行い, 空間モードのソートにより, ひび割れ幅と深さをほぼ限定的に推定し, ひび割れの検出性を直接撮像と比較して著しく向上させることができることを示す。
本研究は, 照明制御を伴わない空間モードの限られた数を求めることにより, サブ回折面の光学的検査と特徴化の促進に向けた道筋をたどるものである。
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