Experimental single-photon pulse characterization by electro-optic shearing interferometry
表征光的完整量子态的能力对于基础科学和应用科学都是必不可少的。对于单光子,量子态由它所占据的模式提供。光的光谱时间模结构是近年来研究量子信息的重要手段。在这里,我们实验证明了一个自参考技术,完全确定单光子的脉冲模式结构的光谱剪切干涉。我们详细介绍了测量的校准和分辨率,并讨论了这种方法未来发展的挑战和关键要求。
2018-02-20 physics.optics quant-ph
Understanding photodetector nonlinearity in dual-comb interferometry
光电探测器非线性对双梳光谱仪的影响进行了描述,并与基于迈克尔逊的傅里叶变换光谱仪(FTS)进行了比较。在双梳方法中发生的光学采样,是与FTS的关键区别,导致非线性光谱伪影的光学混叠。通过线性和非线性干涉图的测量验证了模型的正确性。H $^{13}$ CN的吸收线被提供以了解非线性对光谱测量的影响。
2021-06-15 physics.ins-det physics.optics
Fast Characterization of Dispersion and Dispersion Slope of Optical Fiber Links using Spectral Interferometry with Frequency Combs
我们演示了快速表征(~1.4微秒)的色散和色散斜率的长光纤链路(~25公里)使用双正交光谱干涉与光学频率梳。与以前的光谱干涉实验限于光纤长度米,长相干长度和频率梳的周期性延迟特性,加上快速数据采集,使光谱干涉表征的光纤长几个数量级。我们希望我们的方法将是有用的,最近提出的光波技术,如相干WDM和相干调制格式,通过提供一个实时监测能力的链路色散。另一个应用领域是在使用稳定的光学频率梳在长光纤链路上执行频率和定时分配的系统的稳定化中。
2010-02-01 physics.ins-det physics.optics
Phase-Dependent Squeezing in Dual-Comb Interferometry
本研究通过双梳干涉测量实验,观测到相位相关的Kerr孤子压缩现象,验证了量子噪声模型,为量子增强定时应用和高速量子态层析成像提供了新途径。
2025-06-23 physics.optics quant-ph
Approaching the quantum-limited precision in frequency-comb-based spectral interferometry for length measurements
本研究针对基于频率梳的光谱干涉法长度测量的精度提升需求,实现了接近量子极限的亚纳米级测量精度,并验证了其在精密物理现象观测中的应用,为下一代长度标准的实用化提供了重要支撑。
2025-01-17 physics.ins-det physics.optics
Measurement of radio-frequency temporal phase modulation using spectral interferometry
提出了一种利用高啁啾光脉冲实现的频谱-时间映射测量射频电光相位调制分布的光学方法。我们直接表征高达12.5 GHz带宽的时间相位调制分布,时间分辨率可与高端电子示波器相媲美。所提出的光学装置是直接表征复杂时间电光相位调制轮廓的有价值的工具,这对于实际实现量子光脉冲的确定性谱-时间整形是必不可少的。
2017-11-22 physics.ins-det physics.optics
Quantum frequency combs and Hong-Ou-Mandel interferometry: the role of spectral phase coherence
Hong-Ou-Mandel干涉仪是一种分析光子对联合性质的通用工具,它依赖于双光子概率幅度之间的真正量子干涉效应。虽然这种形式的双光子干涉术背后的理论已经很好地建立起来,但先进光子源和奇异双光子状态的发展突出了精确量化哪些信息可以和不能从Hong-Ou-Mandel干涉迹线中推断的重要性。在这里,我们将研究洪-欧-曼德尔干涉与一类特殊的状态,所谓的量子频率梳,并特别强调光谱相位在这些测量中所起的作用。我们发现这种形式的双光子干涉术对不同梳状线对之间的相对相位不敏感。这是真实的,即使不同的梳状线对是相互相干的输入Hong-Ou-Mandel干涉仪,和条纹图案显示尖锐的时间特性。因此,Hong-Ou-Mandel干涉不能说明双光子量子频率梳中存在高维频仓纠缠。
2019-09-30 physics.optics quant-ph
Self-referenced characterization of optical frequency combs and arbitrary waveforms using a simple, linear, zero-delay implementation of spectral shearing interferometry
讨论了一种简单、线性、零延迟的频谱剪切干涉测量方法,用于表征光学频率梳源和任意波形的振幅和相位。我们证明了这种技术,通过表征两个不同的高重复率(~10 GHz)的频率梳状源,分别产生强外部和腔内相位调制的连续波激光。该技术易于实现,只需要一个强度调制器和一个光谱分析仪(OSA),并被证明工作在平均功率水平下降到100 nW(10 aJ/脉冲在10 GHz)。通过利用这些频率梳的长相干长度和测量的自参考性质,我们还展示了一个简单的单端测量长光纤(> 25 km)中的色散和色散斜率。
2010-09-23 physics.ins-det physics.optics
Variable electro-optic shearing interferometry for ultrafast single-photon-level pulse characterization
提出一种基于电光调制的可变剪切干涉术,通过映射短时傅里叶变换幅度,无需非线性效应即可表征单光子级超快脉冲的频谱相位与幅度。
2024-02-06 physics.optics quant-ph
Time-Delay Interferometry with optical frequency comb
在天基引力波干涉仪中,外差激光相位测量由于星载时钟的相位波动而退化,导致干涉数据的灵敏度性能水平不可接受。为了校准时钟相位噪声,先前已经建议必须通过调制激光束来进行额外的航天器间相位测量。然而,这种技术大大增加了系统的复杂性和子系统故障的可能性。随着自参考光学频率梳的出现,有可能产生相干参考机载激光器的外差微波信号。在这种情况下,我们表明,微波噪声可以直接取消应用修改后的第二代时间延迟干涉组合的外差相位测量。这种方法避免了调制激光束的使用以及额外的超稳定振荡器时钟的需要。
2015-02-23 gr-qc physics.optics
Shot noise limited interferometry for measuring classical force
提出了一种利用电磁感应透明现象测量经典力的干涉测量技术。通过测量干涉仪输出处的相位来估计经典力。所提出的测量机制满足量子非破坏测量条件,导致反作用规避。进一步导出了干涉仪中热噪声可忽略的充分条件。由于没有反作用噪声和热噪声,该技术的灵敏度仅受散粒噪声的限制。
2018-07-25 physics.optics quant-ph
Theory of quantum comb enhanced interferometry
University of Southern California(南加州大学)
本文发展了量子梳的设计与分析理论,针对双梳干涉测量,提出了四种具有可扩展量子优势的协议,并发现其中三种协议对少数梳齿的损耗具有异常鲁棒性。
2026-05-21 physics.optics quant-ph
Optical aperture synthesis with electronically connected telescopes
天文学中最高分辨率的成像是通过干涉测量法实现的,它将望远镜连接在越来越长的距离上,并在越来越短的波长上。在这里,我们提出了第一个衍射极限图像在可见光中,由一个独立的光学望远镜阵列产生,仅以电子方式连接,它们之间没有光学链接。利用一组小型望远镜,通过强度干涉测量法在望远镜对之间的180个基线上测量光源的二阶光学相干性,并重建二维图像。该技术的目标是在100米长的基线上进行衍射限制的光学孔径合成,以达到显示恒星表面细节的分辨率,甚至可能是过境系外行星的轮廓。强度干涉测量避开了限制普通干涉测量的大气湍流问题。由于电子信号可以被复制,许多基线可以在分散的望远镜之间建立起来,而且距离很长。使用空气切伦科夫望远镜阵列,这应该能够实现目前在无线电波长上工作的干涉阵列的光学等效。
2015-04-17 astro-ph.IM physics.optics quant-ph
Single-photon interferometry and spectroscopy with two laser frequency combs
我们在一个新的领域演示了单光子时域干涉。我们观察到的光子计数统计与两个单独的锁模飞秒激光器的重复频率略有不同,每个发射均匀间隔的谱线在一个宽的光谱跨度梳干扰。我们利用光谱诊断在一个广泛的光谱范围内的干涉图案。一项实验性的概念验证表明,高分辨率双梳傅里叶变换光谱的新兴技术可以在比通常使用的光功率弱十亿倍的光功率下进行。我们的实验挑战了光子在检测之前就存在的直观概念,并在光匮乏的条件下开辟了在宽光谱带宽上精确光谱学的前景。
2019-06-09 physics.atom-ph physics.chem-ph physics.optics
Compact multi-fringe interferometry with sub-picometer precision
深度频率调制干涉测量结合了光学极简主义和多条纹读出。然而,对于卫星大地测量的光学梯度计或地面重力实验的尺寸传感器等应用而言,精度是关键。我们提出了一个小于立方英寸的单分量干涉仪。将其中两个进行相互比较,以证明在低于$1\,\mathrm{Hz}$的频率下,倾斜和位移测量的精度小于$20\,\mathrm{nrad}/\sqrt{\mathrm{Hz}}$和$1\,\mathrm{pm}/\sqrt{\mathrm{Hz}}$。
2019-08-21 astro-ph.IM physics.optics