論文の概要: Simultaneous amplitude and phase spectroscopy using two-photon interference

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2603.15944v1
• Date: Mon, 16 Mar 2026 21:50:35 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-03-18 17:42:07.006409
• Title: Simultaneous amplitude and phase spectroscopy using two-photon interference
• Title（参考訳）: 2光子干渉を用いた同時振幅・位相分光
• Authors: Kyle M. Jordan, Yingwen Zhang, Frédéric Bouchard, Duncan England, Philip J. Bustard, Benjamin J. Sussman, Jeff S. Lundeen, Andrew H. Proppe,
• Abstract要約: 量子分光法は、非古典的な光を用いて化学系を探索しようとする。 1つの有望な技術は、吸収分光に固有のノイズ源を減らすために強度相関のツインビームを使用する。 本稿では,試料の吸収と位相シフトを同時に測定できる,絡み合った光子対を用いた手法を提案し,実証する。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.36116808275150963
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Quantum spectroscopy seeks to probe chemical systems using nonclassical light, which has properties that are qualitatively and quantitatively different than conventional light sources. One promising technique uses intensity-correlated twin beams of light to reduce the noise sources inherent to absorption spectroscopy. However, measurements of the phase shift imparted by the chemical sample, which provides complementary information to the absorption, continue to be a challenge. Here, we propose and demonstrate a scheme using entangled photon pairs that can simultaneously measure both the absorption and phase shift of a sample with extremely low optical intensities and with relatively fast few-minute acquisition times. This method combines the previous use of intensity correlations with a broadband quantum interferometer utilizing two-photon interference to measure the complete linear optical response of the sample. Our work shows that precise measurements of absorption can also be made phase-sensitive using suitable choices of probe beam and detection scheme. This enables a new class of quantum spectroscopy schemes which measure absorption and phase with a single probe. Our technique is relevant to the characterization of a wide array of chemical and biological samples, such as quantum dots and organic fluorophores, and may be useful for spectroscopic measurements that are otherwise constrained in intensity.
• Abstract（参考訳）: 量子分光法は、従来の光源と質的に、定量的に異なる性質を持つ非古典的な光を用いて化学系を探索しようとする。 1つの有望な技術は、吸収分光に固有のノイズ源を減らすために強度相関のツインビームを使用する。 しかし、吸収を補完する情報を提供する化学物質試料によって付与される相転移の測定は引き続き課題である。 本稿では、非常に低光強度の試料の吸収と位相シフトを同時に測定し、比較的高速な数分間の取得時間で測定できる、絡み合った光子対を用いた手法を提案し、実証する。 この方法は、2光子干渉による試料の完全な線形光学応答を測定するために、従来の強度相関とブロードバンド量子干渉計を併用する。 本研究は、プローブビームと検出方式の適切な選択により、吸収の正確な測定を位相感度で行うことができることを示す。 これにより、単一のプローブで吸収と位相を測定する新しい種類の量子分光法が実現される。 本手法は, 量子ドットや有機フルオロフォアなどの幅広い化学・生物試料のキャラクタリゼーションに関係しており, 強度に制約のある分光計測に有用であると考えられる。

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