Nano-optomechanical measurement in the photon counting regime
在光子计数机制下进行光学测量是现代物理学中反复出现的挑战，也是开发弱侵入探针的保证。在这里，我们研究这个想法的混合纳米光学机械系统组成的纳米线杂交到一个单一的氮空位（NV）缺陷。纳米谐振器的振动赋予量子发射器空间自由度，并且光子发射事件现在可以在空间和时间上变化。我们研究了纳米运动是如何被编码在探测到的光子统计上的，并探索了它们的时空相关特性。这允许当每个振荡周期检测不到一个光子时，在光子计数机制中以前所未有的低光强度定量测量纳米机械振荡器的振动，其中标准检测器是暗噪声限制的。这些结果具有探测弱相互作用的纳米谐振器，低温实验和调查单一移动标记的影响。
2015-03-11 physics.optics quant-ph
Bragg-Scattering conversion at telecom wavelengths towards the photon counting regime
利用光子计数器对高非线性光纤中的布拉格散射四波混频进行了实验研究。我们探索这个过程中的连续波信号在宏观和衰减制度，与23 nm的波长偏移的偏振依赖性。我们测量的平均光子数每秒在不同的泵浦偏振配置同意以及基于经典模型的理论和数值预测。我们讨论了这些不同的偏振配置下的噪声的影响。
2012-11-21 physics.optics quant-ph
Physical-Layer Machine Learning with Multimode Interferometric Photon Counting
本文提出结合机器学习与多模式干涉光子计数的统一协议，用于提升弱信号学习性能，优于传统同频检测方法。
2025-12-07 physics.optics quant-ph
Simultaneous continuous measurement of photon-counting and homodyne detection on a free photon field: dynamics of state reduction and mutual influence of measurement backaction
我们分析了光子计数和零差检测的同时连续测量。描述测量过程的随机主方程或随机薛定谔方程包括跳跃型和扩散型随机增量。得到了零差记录和光子计数记录条件下的波函数的解析表达式，从而得到了测量记录的概率密度分布和母函数。导出了光子计数事件条件下零差记录的期望值公式，定量地描述了光子计数对零差输出的测量反作用。所得结果适用于典型的初始状态-相干，数，热，压缩状态。测量过程的蒙特卡罗模拟也被提出来演示组合测量过程的动态。
2013-07-29 math-ph math.MP physics.optics
Time-magnified photon counting with a 550fs resolution
时间分辨光子计数在经典和量子领域的精密计量中起着不可或缺的作用。特别是，时间相关单光子计数（TCSPC）一直是弱光荧光寿命光谱和光子计数飞行时间（ToF）3D成像等应用的关键支持技术。然而，现有的单光子探测器技术将最先进的TCSPC单光子定时分辨率（SPTR）限制在10-100 ps的范围内。在本文中，我们实验证明了时间放大TCSPC（TM-TCSPC），实现了前所未有的短SPTR为550 fs的第一次与现成的单光子探测器。TM-TCSPC可以分辨脉宽差为130 fs的超短脉冲，精度为22 fs。当应用于光子计数ToF 3D成像时，TM-TCSPC极大地抑制了限制所有光子计数ToF 3D成像系统99.2%（130倍）的距离游走误差，从而提供了前所未有的高深度测量准确度和精度，分别为26 μm和3 μm。
2021-05-12 physics.optics
Time-and-frequency gated photon coincidence counting; a novel multidimensional spectroscopy tool
相干多维光谱技术广泛应用于从NMR到UV的电磁波谱。这些揭示了通过响应于具有可变延迟的短脉冲序列而产生的信号场的相关图来显示物质的属性。在这里，我们讨论了一类新的多维技术获得的时间和频率分辨光子符合计数测量的N个光子，这构成了一个2N维光谱。这些信号的一个紧凑的描述是基于时间有序的超算子，而不是正常有序的普通运营商使用的Glauber的光子计数formalism。时间和频率门参数的独立控制揭示了物质动力学的细节，否则无法使用。应用到一个非谐振子模型与波动的能量和非谐波演示了这些信号的功率。
2016-05-22 physics.chem-ph physics.optics quant-ph
Quantum Nondemolition Photon Counting With a Hybrid Electromechanical Probe
光子的量子非破坏性测量是量子光学和量子信息处理领域的一项重要研究。在这里，我们提出了一种新的混合光机电平台，集成了腔系统与混合机电探针的QND光子计数。建立在机械模式介导的非微扰电光色散耦合，我们的协议进行QND光子计数测量的探针的电流-电压特性的装置。特别是，我们表明，微分电导的峰值电压漂移是线性依赖于光子占据数，从而提供了一个灵敏的测量光子数，特别是在强光机耦合制度。鉴于我们提出的混合系统是兼容的国家的最先进的实验技术，我们讨论了它的实现和预期的应用在量子光学和极化激元物理。
2020-11-14 cond-mat.mes-hall physics.optics quant-ph
High-resolution coincidence counting system for large-scale photonics applications
本文提出一种高分辨率多通道符合计数单元，支持至16重符合、亚100 ps时间窗和1.5 GHz输入，并在相干态与热态光子数分辨实验中于60光子内实现超过0.999的保真度。
2024-02-28 physics.ins-det physics.optics quant-ph
Single photon counting imaging system via compressive sensing
提出了一种基于单光子计数和压缩感知的成像系统（ISSPCCS），用于在绝对黑暗条件下重建稀疏图像。成像系统采用单光子雪崩探测器和铝微镜空间光调制器，重建算法采用凸优化算法。在非常暗的光中的物体的图像可以从欠采样数据集重建，但具有非常高的信噪比和鲁棒性。与传统的以光电倍增管（PMT）为探测器的单像素相机相比，ISSPCCS实现了光子计数成像，光子计数不仅携带光强的波动，而且更加直观。
2012-02-27 physics.optics
Lineshape measurement of an extreme-weak amplitude-fluctuating light source by the photon-counting-based second-order correlation spectroscopy
本文利用基于光子计数的二阶相关光谱技术结合外差技术，实现了对极弱振幅起伏光源的线形测量。有限带宽的振幅起伏在线形中引入了一个低的频谱结构，因此它的影响可以从相位起伏中分离出来。我们的技术提供了适合单原子级应用的极端灵敏度。
2006-03-31 physics.optics
A Robust and Efficient Detection Algorithm for The Photon-Counting Free-Space Optical System
我们提出了一种Viterbi型网格搜索算法来更有效地实现[1]中提出的FSO光子计数序列接收机，并提出了一种选择性存储策略来克服其中观察到的错误地板问题。
2014-11-13 cs.IT math.IT physics.optics
Photon counting statistics using a digital oscilloscope
我们提出了一个光子计数实验设计的本科物理实验室。在两种极限情况下研究了赝热光源光子数的统计：比相干时间长得多和短得多，分别给出泊松分布和玻色-爱因斯坦分布。实验可以在合理的时间内完成，使用数字示波器，而无需计数板。使用示波器的优点是可以存储数据以供进一步处理。检测现象的随机性增加了额外的价值，因为学生被迫进行数据处理和分析。
2007-10-01 physics.optics
Homodyne detection for quantum key distribution: an alternative to photon counting in BB84 protocol
本文介绍了一个工作在1550 nm波长、采用BB84协议、QPSK信号的光纤QKD系统的原理和实验结果。我们的实验装置包括一个时间复用的超零差配置使用P.I.N探测器在差分方案作为替代雪崩光子计数。利用该检测方案进行了11km以上的光纤传输，并给出了噪声、量子效率和误码率等主要相关特性。
2006-11-06 physics.optics
A photon counting reconstructive spectrometer combining metasurfaces and superconducting nanowire single-photon detectors
微光光谱学在荧光光谱学、激光雷达和天文观测等方面有着重要的应用。但由于测量时间长，限制了其在实时测量中的应用。本文提出了一种结合超颖表面和超导纳米线单光子探测器（SNSPD）的光子计数重建光谱仪。在绝缘体上硅（SOI）衬底上制作了一个原型器件，并对其性能进行了表征。实验结果表明，在1500 nm ~ 1600 nm波长范围内，该装置可实现单色光的光谱重建，分辨率为2 nm。该器件在该波长范围内的探测效率为1.4% ~ 3.2%。实验研究了该光子计数重建光谱仪所需的测量时间，表明其在需要实时测量的场景中具有应用潜力。
2022-07-19 physics.ins-det physics.optics
Sub-100 nm 3-D fluorescence lifetime imaging using time correlated single photon counting detection and multifocal multiphoton excitation
摘要删除。
2017-04-17 cond-mat.mes-hall physics.ins-det physics.optics
A model for the detection of spatially correlated biphotons using a photon-counting camera
自发下转换是一种多用途的相关双光子源，已被用于许多量子传感和成像实验。空间分辨光子计数探测器允许访问大量的模式，提出了准确描述这种系统的挑战。我们提出了一个简单的模型来生成图像，就像由光子计数相机获得的一样，并允许模拟和验证量子相关性的检测。我们推导出定量的参数特性的空间相关性为一个给定的实验，比较我们的模型所产生的图像的电子倍增CCD相机所获得的帧。此外，我们准确地预测了减少检测的空间相关的双光子所造成的非线性晶体后引入一个变量的光损耗，即使检测到的事件的总数保持不变，模型和实验之间表现出良好的协议。
2019-11-24 physics.data-an physics.ins-det physics.optics
Superconducting series nanowire detector counting up to twelve photons
提出一种由十二个并联集成电阻的 NbN 纳米线元件串联构成的超导光子数分辨探测器，在电信波长实现 0–12 光子的十三级分辨，并表明其具备扩展动态范围的潜力。
2013-11-25 cond-mat.supr-con physics.ins-det physics.optics
Photon Counting Statistics For Blinking CdSe-ZnS Quantum Dots: A Levy Walk Process
这篇论文已被作者撤回，由于版权冲突与物理化学杂志，它已提交。
2006-07-04 cond-mat.mes-hall cond-mat.stat-mech physics.chem-ph
Time-correlated electron and photon counting microscopy
本研究提出时间相关的电子与光子计数显微镜，通过计数电子-光子符合事件提取发射体寿命并观察量子关联，为下一代基于量子相关性的电子显微镜奠定基础。
2023-10-20 physics.ins-det physics.optics
Full-color photon-counting single-pixel imaging
我们提出并实验证明了一种高效率的单像素成像（SPI）方案，通过集成时间相关单光子计数（TCSPC）与时分复用，以获取全色图像在极低的光水平。该方案利用数字光调制器对激光脉冲序列进行调制，实现三色结构照明，然后将光电倍增管引入TCSPC模块，实现光子计数检测。通过利用TCSPC的时间分辨能力，我们解调的频谱图像编码信号，然后重建高质量的全色图像在一个单一的一轮测量。在此基础上，采用单步测量、高速投影、欠采样等策略进一步提高了成像效率。
2021-09-06 eess.IV physics.ins-det physics.optics
