論文の概要: Observation of Photon Bunching in Broadband Multimode Thermal Light Enabled by Temporal Imaging

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.17228v1
• Date: Mon, 12 Oct 2026 18:01:24 GMT
• ステータス: 翻訳完了
• システム内更新日: 2026-10-18 02:38:33.317431
• Title: Observation of Photon Bunching in Broadband Multimode Thermal Light Enabled by Temporal Imaging
• Title（参考訳）: テンポラルイメージングによる広帯域多モード熱光における光子バンチの観察
• Abstract要約: 前検出時間イメージングは、ブロードバンド統計光学の一般的なプラットフォームである。 非退化自然パラメトリックダウンコンバージョンにより発生するブロードバンド熱光の時間強度自己相関を解消する。 これにより、スペクトルフィルターを狭くすることなく3.5ピコ秒以下の熱光子束を直接観察することができる。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
• License: http://arxiv.org/licenses/nonexclusive-distrib/1.0/
• Abstract: Photons emitted by incoherent sources exhibit temporal bunching, a fundamental manifestation of Bose-Einstein statistics first observed by Hanbury Brown and Twiss (HBT). While intensity correlation measurements originated in astronomy and are now central across quantum technologies, biophysics, and spectroscopy, observing temporal bunching in broadband thermal light remains limited by detector temporal resolution. Conventional approaches - such as streak cameras or optical upconversion - introduce severe trade-offs in efficiency, bandwidth, or setup versatility. Here, we propose and demonstrate a third route: pre-detection temporal magnification of the optical field prior to measuring its intensity autocorrelation function in a conventional HBT setup. Using an electro-optic time lens with a temporal magnification of 660, we resolve the temporal intensity autocorrelation of broadband thermal light generated via non-degenerate spontaneous parametric down-conversion with a bandwidth of 250 GHz. This enables direct observation of thermal photon bunching on sub-3.5 picosecond timescales without narrow spectral filtering, establishing pre-detection temporal imaging as a general platform for broadband statistical optics, with applications spanning ultrafast quantum optics, biophysical imaging, and potentially stellar intensity interferometry.
• Abstract（参考訳）: 非コヒーレントなソースから放出される光子は、ハンベリー・ブラウンとツイス(英語版)(HBT)によって最初に観測されたボース=アインシュタイン統計(英語版)(Bose-Einstein statistics)の基本的な表象である時分割を示す。 強度相関測定は天文学に起源を持ち、現在では量子技術、生物物理学、分光学の中心となっているが、ブロードバンド熱光における時間束の観測は、検出器の時間分解能によって制限されている。 ストリークカメラや光アップコンバージョンのような従来のアプローチは、効率性、帯域幅、設定の汎用性に厳しいトレードオフをもたらす。 本稿では、従来のHBTセットアップにおいて、その強度自己相関関数を測定する前に、光学界の時間倍率を事前検出する第3の経路を提案し、実証する。 時間倍率660の電気光学時間レンズを用いて、250GHzの帯域で非縮退自発パラメトリックダウンコンバージョンによって発生するブロードバンド熱光の時間強度自己相関を解く。 これにより、スペクトルフィルターを狭くすることなく3.5ピコ秒以下の時間スケールでのサーマル光子束の直接観測が可能となり、超高速量子光学、生体物理イメージング、潜在的恒星強度干渉計などの応用により、ブロードバンド統計光学の一般的なプラットフォームとして事前検出時像が確立される。

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