自发拉曼散射中的纠缠与光学非互易性

非弹性光散射是物理和生命科学中样品表征和无标记成像的核心工具。最近的研究表明，散射光也可以表现出非经典关联。在此，我们发展了一个拉曼散射的微观理论，该理论自然地与三波和四波混频中纠缠光子产生的既有描述相联系，同时捕捉了由拉曼散射的共振、耗散特性引起的基本差异。使用累积量展开方法，我们分析了散射边带的纠缠结构，并识别了区分拉曼介导关联与常规非共振非线性波混频产生的关联的特征。特别是，我们表明拉曼散射在斯托克斯和反斯托克斯边带之间引入了手性耦合，导致相干种子场的非互易放大。这些结果为基于拉曼的量子光子协议建立了理论框架，并提出了实现量子增强拉曼光谱和成像的途径。