論文の概要: A Simple and Robust Balanced Homodyne Detector for High-Repetition-Rate Pulsed Sources
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2604.06994v1
- Date: Wed, 08 Apr 2026 12:11:51 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-04-09 17:30:51.508736
- Title: A Simple and Robust Balanced Homodyne Detector for High-Repetition-Rate Pulsed Sources
- Title（参考訳）: 高繰り返しパルス源用簡易かつロバストな平衡モードイン検出器
- Authors: Samuele Altilia, Edoardo Suerra, Pietro Puppi, Sebastiano Corli, Enrico Prati, Simone Cialdi,
- Abstract要約: ホモダイン検出器は、最適化された高繰り返しレート(100MHz)パルス光源のために設計されている。
検出器応答,ノイズ,パルス-パルス相関に関する理論的モデルを開発した。
検出器は、光パワーとの信号分散の優れた線形性とショットノイズ制限スケーリングを示す。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.4618037115403289
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: We design and experimentally characterize a balanced homodyne detector optimized for high-repetition-rate (100 MHz) pulsed optical sources. Unlike conventional transimpedance-amplifier architectures, which suffer from nonlinearities and dynamic instabilities with ultrashort pulses, our approach allows to directly amplify the photocurrent extracted at the common photodiode node without feedback loops. A theoretical model describing the detector response, noise, and pulse-to-pulse correlations is developed, providing quantitative predictions for the signal variance, signal-to-noise ratio (SNR), and inter-pulse correlations. Implemented with two matched InGaAs photodiodes illuminated by a 1030 nm mode-locked laser at 100 MHz, the detector exhibits excellent linearity and shot-noise-limited scaling of the signal variance with optical power. Optimizing the temporal integration window yields a maximum SNR of about 14 dB, while correlation measurements confirm negligible inter-pulse correlations. These results demonstrate that the proposed architecture offers a robust and simple solution for high-speed pulsed homodyne detection, suitable for quantum optics and continuous-variable quantum information applications.
- Abstract（参考訳）: 高繰り返し(100MHz)パルス光源に最適化された平衡ホモダイン検出器の設計と試作を行った。
超短パルスによる非線形性や動的不安定性に悩まされる従来の超インピーダンス増幅器アーキテクチャとは異なり、本手法はフィードバックループを使わずに、共用フォトダイオードノードで抽出された光電流を直接増幅することができる。
検出応答,ノイズ,パルス-パルス相関の理論的モデルを開発し,信号分散,信号-雑音比(SNR),パルス間相関の定量的予測を行った。
100MHzの1030nmモードロックレーザーで照射された2つの一致したInGaAsフォトダイオードにより、検出器は優れた線形性と光パワーによる信号分散のショットノイズ制限スケーリングを示す。
時間積分ウィンドウを最適化すると、最大SNRは約14dBとなり、相関測定では無視可能なパルス間相関が確認される。
これらの結果から,提案アーキテクチャは,量子光学および連続可変量子情報応用に適した,高速パルスホモダイン検出のための堅牢でシンプルなソリューションを提供することが示された。
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