論文の概要: Contrast enhanced imaging through weakly scattering media with spatially entangled photons

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2605.28998v1
• Date: Wed, 27 May 2026 18:55:54 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-05-30 02:45:55.241225
• Title: Contrast enhanced imaging through weakly scattering media with spatially entangled photons
• Title（参考訳）: 空間交絡光子を用いた弱散乱媒質によるコントラスト強調イメージング
• Authors: James Hubble, Rojan Abolhassani, Alessio D'Errico, Nazanin Dehghan, Yishai Klein, Yingwen Zhang, Ebrahim Karimi,
• Abstract要約: 一致検出と空間的相関事象のポストセレクションにより、散乱した複光子から弾道性を引き離すことができることを示す。 我々の研究結果は、適応光学、時間ゲーティング、空間フィルタリングが非現実的な設定において、散乱媒体を量子イメージングフレームワークに拡張することで、イメージングを可能にする。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.39089069256361736
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: Improving the image contrast of objects immersed in weakly scattering media can be achieved using various strategies. One common approach is to reject events associated with scattered photons in favor of the detection of ballistic photons. While this is traditionally done via time gating or spatial filtering, we propose a different approach based on probing the object with spatio-temporally entangled photon pairs. We show that coincidence detection, followed by post-selection on spatially correlated events, allows us to isolate ballistic from scattered bi-photons, thereby enhancing image contrast relative to a single-photon detection strategy, and simultaneously removes events due to background light. Our predictions are obtained via numerical simulations and confirmed by experiments conducted in two configurations where either both photons or only one illuminates the scene. In both scenarios, correlation post-selection shows an improvement in image contrast at the expense of higher shot noise due to the lower number of events. The latter can be partially compensated for by appropriately combining events from several post-selection windows. Our findings will enable extending imaging through scattering media into the quantum imaging framework in settings where adaptive optics, time gating, and spatial filtering are impractical.
• Abstract（参考訳）: 弱散乱媒質に浸漬された物体の画像コントラストの改善は,様々な戦略を用いて達成できる。 1つの一般的なアプローチは、散在する光子に関連する事象を拒絶し、弾道性光子を検出することである。 これは伝統的に時間ゲーティングや空間フィルタリングによって行われるが、時空間に絡み合った光子対を持つ物体を探索するアプローチを提案する。 空間的に相関した事象に対する同時検出と後選択により、散乱した2光子から弾道性を取り除き、単一光子検出戦略に対する画像コントラストを向上し、背景光による事象を同時に除去できることを示す。 我々の予測は数値シミュレーションによって得られ、光子と光子の両方がシーンを照らす実験によって確認される。 両方のシナリオにおいて、相関後選択は、より少ないイベント数によるショットノイズの増大を犠牲にして、画像コントラストの改善を示す。 後者は、いくつかの選択後のウィンドウからのイベントを適切に組み合わせることで部分的に補償することができる。 我々の研究結果は、適応光学、時間ゲーティング、空間フィルタリングが非現実的な設定において、散乱媒体を量子イメージングフレームワークに拡張することで、イメージングを可能にする。

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