論文の概要: Quantum-enhanced phase interrogation of a fiber-optic strain sensor
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2610.19752v1
- Date: Wed, 14 Oct 2026 08:08:45 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-10-15 21:06:16.028766
- Title: Quantum-enhanced phase interrogation of a fiber-optic strain sensor
- Title（参考訳）: 光ファイバひずみセンサの量子化位相解析
- Abstract要約: 我々は、全ファイバー光ファブリ・ペロ共振器の量子化尋問を実演する。
共振器は、その共振モードに周波数ロックされた狭線幅レーザーによって尋問される。
標準量子限界以下の測定ノイズの低減を実験的に実証した。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
- Abstract: Fiber-optic sensors enable high-sensitivity measurements of various physical parameters. Here, we demonstrate a quantum-enhanced interrogation of an all-fiber-optic Fabry-Perot resonator, employing entangled two-photon interference to probe directly strain-induced optical phase shifts. The resonator is interrogated by a narrow-linewidth laser that is frequency-locked to its resonance mode, thereby exploiting the cavity's inherent sensitivity to variations in the fiber length. To access the phase fluctuations transferred to the interrogation field due to external perturbations on the sensor, we implement an in-fiber Mach-Zehnder interferometer readout. This configuration allows the sensor to operate both with classical coherent light and with entangled photon pairs generated via spontaneous parametric down-conversion. Harnessing two-photon entangled states corresponding to an N = 2 NOON state, we experimentally demonstrate a reduction of the measurement noise below the standard quantum limit. These results provide clear evidence of the quantum advantage in enhancing fiber-optic sensors under practical constraints on optical power.
- Abstract（参考訳）: 光ファイバーセンサは、様々な物理パラメータの高感度測定を可能にする。
ここでは, 直接ひずみ誘起光位相シフトを探索するために, 絡み合った2光子干渉を用いた全ファイバー光ファブリ・ペロ共振器の量子化尋問を実演する。
共振器は、その共振モードに周波数ロックされた狭線幅レーザーによって尋問されるため、ファイバー長の変動に対するキャビティ固有の感度を利用する。
センサの外部摂動による問合せ領域に伝達される位相変動にアクセスするために, ファイバ内マッハ・ツェンダー干渉計の読み出しを実装した。
この構成により、センサーは古典的なコヒーレント光と、自発的なパラメトリックダウンコンバージョンによって生じる絡み合った光子対の両方で動作することができる。
N = 2 NOON状態に対応する2光子絡み合った状態に調和し、標準量子限界以下の測定ノイズの低減を実験的に実証する。
これらの結果は、光パワーの実用的制約下での光ファイバーセンサの強化における量子的優位性の明確な証拠となる。
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