Super-resolution imaging based on active optical intensity interferometry
针对热光强度干涉术难以长距离应用的局限,提出主动强度干涉术,利用多激光发射器产生热照明并结合计算算法重建图像,在1.36千米距离实现14倍衍射极限的超分辨成像。
2024-04-24 physics.optics quant-ph
Intensity interferometry for holography with quantum and classical light
本文将强度干涉测量引入全息成像,利用时间标记单光子相机测量信号光与参考光的强度互相关,在无需相位稳定的条件下重建波前强度和相位,并用经典光、量子光及单光子验证了该方法,为自发光或远程物体全息成像开辟了新途径。
2023-05-25 physics.optics quant-ph
Measuring the joint spectral mode of photon pairs using intensity interferometry
操纵和测量量子光的时频结构的能力对于信息处理和计量学是有用的。当开发具有高模式纯度的量子光源时,测量这种结构也很重要,因为它会干扰其他独立的光源。在这里,我们提出并实验证明了一个方案的基础上强度干涉测量自发参量下转换产生的光子对的联合光谱模式。我们观察到的相关性的光谱相位的光子,由于在泵啁啾。我们表明,我们的计划可以结合受激发射断层扫描快速测量他们的模式使用明亮的经典光。我们的方案不需要相稳定性,非线性,或光谱整形,因此是一个实验上简单的方法来测量量子光的模式结构。
2022-01-10 physics.optics quant-ph
Phonon counting and intensity interferometry of a nanomechanical resonator
使用单光子探测的光学探针,我们已经进行了有效的声子计数测量的声发射和吸收过程中的纳米机械谐振器。应用这些测量在Hanbury布朗和Twiss设置,声子的纳米机械谐振器的相关性进行了探讨,从下面到上面的阈值的参数不稳定性,导致自振荡的谐振器。讨论的结果在“声子激光器”,并分析的灵敏度的声子计数技术。
2014-10-04 physics.optics quant-ph
Entanglement Enabled Intensity Interferometry
强度干涉(HanburyBrown-Twiss效应)是一个有趣而有用的概念,通常被认为是不可分辨粒子的量子统计的表现。在这里,通过利用投射和纠缠的可能性,我们大大拓宽了其中心思想的范围,消除了不可分割性的要求。因此,我们有可能获得许多新的可观测量,包括微妙的偏振相关性和纠缠本身。我们的考虑也揭示了超选择的物理意义。
2015-02-09 quant-ph
A quantitative comparison of amplitude versus intensity interferometry for astronomy
天文成像大致可分为两类。第一种是振幅干涉测量法,包括传统的光学望远镜和甚大基线干涉测量法(VLBI)。第二种类型是强度干涉测量法,它依赖于Hanbury Brown和Twiss类型的测量。在光学频率下,直接相位测量是不可能的,振幅干涉法具有有效的数值孔径,其受到光子可以相干干涉的距离的限制。另一方面,强度干涉测量法仅关联光子通量,并且因此可以支持大得多的数值孔径,但是由于热光中每模式的低平均光子数而遭受降低的信号。在现实条件下,哪种方法更优越,至今还不清楚。在这里,我们给出了振幅和强度干涉测量的性能的比较分析,我们将其与在任何物理测量中可以实现的基本分辨率限制。使用确定两个远距离热点源之间的间隔的基准问题,例如,两个相邻的恒星,我们给出了一个简短的教程最佳估计理论,并将其应用到恒星干涉测量。我们发现,对于非常小的角间距的大基线实现强度干涉可以超过补偿降低的信号强度。我们还探讨了甚大基线强度干涉测量(VLBII)的实际实施方案。
2021-06-10 astro-ph.IM quant-ph
Resolving the space-time structure of sonoluminescence by intensity interferometry
本文分析了单泡声致发光(SBSL)中发光源的双光子强度干涉法的空间和时间分辨能力。我们发现,气泡的尺寸在几个10 nm和3 μ m之间,可以解决通过测量横向关联函数,但通过纵向关联函数的闪光持续时间的直接测定工程只为SBSL脉冲短于0.1 ps。较大的脉冲长度可以间接地从角相关器在相等光子频率处的截距确定。气泡的动力学是无法通过双光子干涉测量法获得的。
1997-11-24 quant-ph
Entanglement Enabled Intensity Interferometry of Different Wavelengths of Light
我们提出的方法来执行具有两个不同波长的光子的强度干涉。可区分的粒子通常不能相互干扰,但我们通过纠缠和投影处理粒子来克服这一障碍,使它们在检测设备上达到相同的最终状态。具体来说,我们讨论了如何准相位匹配的非线性晶体可以用来转换不同波长的光的量子叠加到一个共同的波长,同时保留其有意义的干涉所必需的相位信息。因此,我们获得了大量新的可观测量,可以探测微妙的频率相关性和纠缠。此外,我们推广了van Cittert-Zernike公式的扩展源的强度干涉,演示了我们的建议如何支持具有不同光谱特性的源的增强分辨率,并提出了潜在的应用。
2019-04-30 quant-ph
Frequency-bin interferometry for reconstructing electric fields with low intensity
本文提出FIREFLY频率箱干涉测量技术,利用量子脉冲门直接测量单光子脉冲的光谱幅度、相位和相干性,无需复杂重构算法,并引入多输出QPG实现未知泵浦脉冲下的同时表征,实验相似度超过95%。
2025-04-11 physics.optics quant-ph
Optical Intensity Interferometry through Atmospheric Turbulence
传统的地面天文观测由于受到大气湍流的影响而产生图像失真。通过选择适当的地理位置或采用自适应光学技术,可以将这种情况减少到最低限度,而通过使用大气层外的轨道平台,则可以完全避免这种情况。光强度干涉测量法的一个优点是不受大气引起的相位起伏的影响。通过对太阳光进行窄带光谱滤波和使用主动猝灭雪崩光子探测器(APD)进行时间强度干涉测量,直接测量太阳$g^{(2)}(τ)$特征。我们观察到一个平均光子聚束信号的$g^{(2)}(τ) = 1.693 \pm 0.003$从太阳,持续一整天,尽管波动的天气条件,云层覆盖和仰角。这证明了强度干涉测量技术对大气湍流和光机械不稳定性的鲁棒性,以及实现具有大基线和长积分时间的测量方案的可行性。
2015-12-29 astro-ph.IM quant-ph
Intensity Interferometry with Anyons
讨论了相对动量空间中的成对关联函数作为刻画非相互作用阿贝尔任意子非相干源性质的工具。这类似于在二维中具有分数统计的粒子的Hanbury-Brown Twiss效应。特别地,使用任意子的通量管模型,研究了源形状和量子统计对两粒子关联函数的影响。这样的工具在量子计算和其他研究任意子源的实验应用中可能是有用的。
2004-04-09 quant-ph
Temporal intensity interferometry: photon bunching on three bright stars
我们报告了自Hanbury Brown和Twiss的历史实验以来第一次用恒星光测量的强度相关性。光子聚束$g^{(2)}(τ, r=0)$,在光子计数制度,测量了3个明亮的恒星,$α$博,$α$ CMi,和$β$宝石。光在1 m光学望远镜的焦平面上被收集,通过多模光纤传输,被分成两个雪崩光电二极管,并进行实时数字相关。对于几个小时的总曝光时间,我们得到了对比度值周围的$2\times10^{-3}$,与预期的混沌源,给定的光学和电子带宽,我们的设置。将我们的结果与Hanbury Brown等人在$α$ CMi上的测量结果进行比较,我们认为及时有机会将我们的实验扩展到测量现有和/或预见的光学望远镜阵列的空间关联函数。这将使$μ$能够作为光学中的长基线干涉测量,特别是在具有10的极限幅度的可见波长中。
2017-08-21 astro-ph.IM physics.optics quant-ph
Time-delayed intensity-interferometry of the emission from ultracold atoms in a steady-state magneto-optical trap
本文对超冷热~(87)Rb原子系综在稳态磁光阱中的荧光发射中的光子聚束现象进行了精确测量。以5纳秒的时间分辨率进行的时间延迟强度干涉测量(TDII)产生了二阶强度关联函数,其在零延迟时具有理想值2,并且显示出高达5个完整周期的相干拉比振荡-比Rb的激发态的自发发射寿命长得多。振荡衰减约150 ns,此后,正如热源所预期的那样,观察到指数衰减,从而能够确定原子系综的温度。这样得到的值与用标准技术测定的值比较好。因此,TDII使定量研究的相干和非相干动力学,甚至一个大的热原子发射系综。
2015-02-22 physics.atom-ph quant-ph
Direct Calibration of Laser Intensity via Ramsey Interferometry for Cold Atom Imaging
本文提出一种基于拉姆齐干涉法的新技术,利用量子相干性直接以饱和强度为单位校准冷原子成像中的探测光束强度,并测量其空间变化及成像系统损耗。
2023-05-12 cond-mat.quant-gas quant-ph
Characterization of very narrow spectral lines with temporal intensity interferometry
背景:一些恒星物体除了黑体辐射外,在可见光范围内还表现出非常窄的谱线。自然激光被认为是解释沃尔夫-拉叶星中窄线的一种机制。然而,传统天文摄谱仪的光谱分辨率仍然低了两个数量级,无法验证这一假设。目的:解决星光下窄光谱辐射的线宽问题。研究方法:光谱滤波与单光子级时间相关测量的组合通过将线宽测量移动到时域来打破波长色散光谱仪的分辨率限制。结果如下:我们在实验室实验中证明,时间强度干涉法可以确定一个20 MHz宽的多普勒展宽的激光线宽,并确定在黑体辐射背景的相干激光的贡献。
2016-07-20 astro-ph.IM quant-ph
Quantum Hall realization of polarized intensity interferometry
我们将强度干涉、偏振光学和贝尔测量的思想结合起来,提出了一个实验方案,该方案的量子态为$ν\,$ = $\,2$量子霍尔(QH)边缘态。我们的干涉仪包括一个单一的门,分离的自旋分辨的边缘态的$ν$,=\,$2$状态。波片的模拟(来自偏振光学)通过将单个边缘暴露于有限长度的纳米磁体来实现,这有助于边缘上电子自旋的相干操纵。我们发现,在平面内旋转的纳米磁体的磁化方向的结果中观察到的振荡,仅在交叉相关的噪声,这是由两个粒子的干涉。通过数值模拟,我们表明,我们的建议是在最近的实验发展范围内的自旋操纵的QH边缘。
2016-06-20 cond-mat.mes-hall quant-ph
Quantum Treatment of the Multiple Scattering and Collective Flow in Intensity Interferometry
本文应用路径积分方法研究了高能重离子碰撞中强度干涉测量中的多次散射和集体流。我们表明,在较早的量子处理的Glauber模型和程函近似是更一般的路径积分方法的特殊例子。多重散射和集体流基本上导致一个初始源在一个移动的动量,与多碰撞吸收因子,取决于π吸收截面和相位因子,取决于介质中的粒子动量从它们的渐近值的偏差。
2005-10-19 hep-ph nucl-th quant-ph
Intensity Interferometry for a Chaotic Source with a Collective Flow and Multiple Scattering
本文研究了在Hanbury-Brown-Twiss强度干涉测量中,集体流和多次散射对两粒子关联测量的影响。我们发现,在集体流下,两粒子关联测量中的有效源分布依赖于初始源分布。此外,它取决于一个集体流相函数,其中包括往往相互抵消的条款。当检测到的颗粒从源点到冻结点时,它们会受到介质颗粒的多次散射。我们研究多重散射对HBT相关性的影响。通过使用Glauber理论的多次散射在高能量和光学模型在中能量,我们发现,多次散射导致的吸收和有效的密度分布依赖于初始源分布。
2003-06-09 hep-ph nucl-th quant-ph
Atom Interferometry with Top-Hat Laser Beams
激光束强度和相位的均匀性是高性能原子干涉仪的关键。激光强度分布的不均匀性导致在微开尔文温度下用原子源操作的干涉仪中的对比度降低和系统效应,以及使用大动量传递分束器的干涉仪中的有害衍射相移。我们报告了在长时间的冷原子干涉仪中实现所谓的礼帽激光束,以克服使用高斯激光束时遇到的激光强度不均匀的问题。我们描述了礼帽光束的强度和相对相位分布,并证明了它在高斯光束的原子光学效率的增益,与数值模拟一致。我们讨论了应用礼帽光束来提高不同结构的原子干涉仪的性能。
2018-11-08 physics.atom-ph physics.ins-det physics.optics
Enhanced signal-to-noise ratio in Hanbury Brown Twiss interferometry by parametric amplification
提出了利用汉伯里布朗Twiss(HBT)干涉仪观测恒星星光的强度相关来测量恒星角直径的方法。由于从恒星到达探测器的光的强度非常弱,人们通常不能得到一个可行的信噪比。提出了一种改进的HBT干涉方案,在系统中引入光参量放大器,对相关信号进行放大,并利用放大后的相关信号计算角直径。使用光学参量放大器,信噪比可以提高到400%。
2017-12-07 quant-ph
Entanglement conditions involving intensity correlations of optical fields: the case of multi-port interferometry
在[Phys. Rev. A { \bf 95},042113(2017)]中引入的归一化量子斯托克斯算子使人们能够更好地观察具有未定义光子数的光场纠缠态的非经典相关性。对于一个给定的实验,新的量子斯托克斯算符定义为偏振器出口处测量的强度(或光子数)之差除以它们的总和。要平均的是这个比率,而不是像传统方法那样分别计算分子和分母。新方法允许构建更强大的纠缠指标对光子损失噪声,它可以检测纠缠光学状态的情况下,证人使用标准斯托克斯运营商失败。在这里,我们展示了这种方法的扩展,超越了与极化相关的现象。讨论了多模明亮压缩真空态中光束产生关联的类EPR实验。EPR启发的纠缠条件的所有素数的模式。这些条件比采用标准Glauber类强度相关性的类似条件更能抵抗光子损失引起的噪声。
2018-03-01 quant-ph
Superresolution of unequal-brightness thermal sources for stellar interferometry
利用量子估计理论证明不等亮度热源干涉测量的间距估计极限恒定以实现超分辨,对比振幅与强度干涉方案,发现零化策略量子最优,且强度干涉在存在光学损耗时具竞争力。
2025-09-16 astro-ph.IM 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
Thermal activation of photon catalysis in difference-intensity Mach-Zehnder interferometry with squeezed thermal light
Indian Institute of Science Education and Research Mohali(印度科学教育研究学院莫哈利分校)
本文研究单模压缩热光作为初始资源的差强度马赫-曾德尔干涉仪,发现热激活的单光子催化可提升相位估计性能,差强度探测接近精度极限且鲁棒性良好。
2026-10-16 quant-ph
Measuring Temporal Photon Bunching in Blackbody Radiation
来自热黑体辐射体(如恒星)的光在足够短的时间尺度上表现出光子聚束行为。然而,与可用的检测器带宽,这种聚束信号是难以直接用于强度干涉测量与天文学中的足够的统计。在这里,我们提出了一种实验技术,以增加在黑体辐射的光子聚束信号通过光谱过滤的光源。我们的测量揭示了强烈的时间光子聚束在光从黑体辐射,包括太阳。这样的滤波技术可能会恢复强度干涉测量作为天文学工具的兴趣。
2014-04-04 astro-ph.IM quant-ph