自发布里渊噪声框架：揭示布里渊计量学中的基本极限
光学
2025-05-26 v1
摘要
自发布里渊散射（SpBS）为探测材料的力学和热力学性质提供了一种非接触式工具，广泛应用于分布式光纤传感和高分辨率布里渊显微术等领域。在这些系统中实现计量精度关键依赖于识别基本噪声源。尽管三十年前一项开创性研究数值调查了一种内在的SpBS噪声机制，但这一现象在很大程度上仍未被探索，特别是在布里渊计量系统的背景下。本文通过重新审视其物理形成过程并重新思考其随机行为，开发并实验验证了一个关于这一长期被忽视噪声源的全面分析框架。重要的是，我们首次从理论上预测SpBS噪声是一种通用且基本的极限，在成像、显微术和传感等布里渊计量系统中可超越散粒噪声等传统极限。具体而言，我们在布里渊成像和传感场景中实验演示了SpBS噪声受限区域。该框架为理解和优化当前及未来基于布里渊技术的性能边界奠定了关键基础。
引用
@article{arxiv.2505.17651,
title = {A Framework for Spontaneous Brillouin Noise: Unveiling Fundamental Limits in Brillouin Metrology},
author = {Simeng Jin and Shuai Yao and Zhisheng Yang and Zixuan Du and Xiaobin Hong and Marcelo A. Soto and Jingjing Xie and Long Zhang and Fan Yang and Jian Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2505.17651},
year = {2025}
}
备注
26 pages main text, 6 figures. 25 pages supplementary information, 13 supplementary figures, 8 supplementary notes, 4 supplementary tables