論文の概要: Preselection-Encoded Weak-Value Interferometry for Optical-Rotation Metrology

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2609.26583v1
• Date: Tue, 22 Sep 2026 15:29:34 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-09-24 01:05:39.729228
• Title: Preselection-Encoded Weak-Value Interferometry for Optical-Rotation Metrology
• Title（参考訳）: 光回転メトロロジーのための選択符号化弱値干渉計
• Abstract要約: 予備選択符号化弱値増幅(PeWVA)を導入する。 このアーキテクチャは、センシングインタラクションとポストセレクトされた読み込みを分離する。 本研究では,検出器制約条件下での磁場再生特性について実験的に検証した。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 3.923009249530898
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Optical-rotation measurements benefit from increasing probe photon number, but their performance is often limited by detector saturation and technical noise in the optical readout. Here we introduce preselection-encoded weak-value amplification (PeWVA), in which the quantity of interest is encoded into the probe polarization before a downstream weak-value interferometer. This architecture separates the sensing interaction from the postselected readout, enabling tunable local amplification while reducing the optical power delivered to the detector. We show that PeWVA does not create additional Fisher information, but offers a practical advantage when detector dynamic range is limiting. We further analyze coherent stray light and phase fluctuations and show reduced conversion of these perturbations into equivalent rotation errors. Using an $^{87}$Rb $M_x$ atomic magnetometer, we experimentally demonstrate substantially improved magnetic-field readout under detector-constrained conditions using both transimpedance-amplified and avalanche photodiodes. The experiments also confirm reduced susceptibility to vapor-cell-induced stray light and interferometer phase modulation. These results establish PeWVA as a detector-constrained optical readout strategy with enhanced tolerance to representative interferometric perturbations.
• Abstract（参考訳）: 光回転測定はプローブ光子数の増加の恩恵を受けるが、その性能は検出器飽和と光学的読み出しにおける技術的ノイズによって制限されることが多い。 ここでは、下流の弱値干渉計の前に、興味の量をプローブ分極に符号化する、プリセレクション符号化弱値増幅(PeWVA)を導入する。 このアーキテクチャは、センサーの相互作用をポストセレクトされた読み出しから切り離し、検出器に供給される光学パワーを低減しつつ、調整可能な局所増幅を可能にする。 我々はPeWVAがフィッシャー情報を生成するのではなく、検出器のダイナミックレンジが制限されている場合に実用的な利点をもたらすことを示した。 さらに、コヒーレントな成層光と位相変動を分析し、これらの摂動の等価な回転誤差への変換を小さくすることを示した。 我々は,超インピーダンス増幅光ダイオードとアバランシェ光ダイオードを用いて,検出器制約条件下での磁場の読み出し精度を著しく向上させる実験を行った。 実験はまた、気相セル誘起成層光と干渉計位相変調に対する感受性の低下も確認した。 これらの結果から,PeWVAは,代表的干渉干渉摂動に対する耐性を増強した検出器拘束型光リードアウト戦略として確立された。

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