利用Hong-Ou-Mandel干涉测量以极限精度快速测量群折射率变化
量子物理
2024-12-03 v2 光学
摘要
Hong-Ou-Mandel（HOM）干涉测量已成为量子传感应用的有价值工具，特别是在测量影响光子对之间相对光学延迟的物理参数方面。与经典技术不同，基于HOM的量子传感器由于其固有的色散抵消特性而具有更高的分辨率。尽管有这一优势，但在实际应用中实现精确的光学延迟测量通常需要耗时积分和传统统计方法的后处理。为了应对这一挑战，我们最近的工作专注于以时间高效的方式优化光学延迟测量。通过仔细选择用于产生光子对的1 mm周期性极化KTP（PPKTP）晶体的长度，我们实现了每厘米样品长度约6.75×10^{-6}的群折射率测量精度，比之前的最高精度提高了400%以上。这些当前的测量保持了快速检测和高光子计数，这对于实际量子传感应用至关重要。基于HOM的方法虽然限制了测量范围，但可以通过使用光学延迟级补偿光子延迟来扩展。作为原理验证，我们测量了PPKTP在高达200°C温度范围内的群折射率变化，精度达到百万分之一（约10^{-6}）量级。这一进展不仅有助于量子传感，而且对量子光学相干断层扫描中的高精度和长距离测量具有潜在意义。
引用
@article{arxiv.2401.11853,
title = {Fast measurement of group index variation with ultimate precision using Hong-Ou-Mandel interferometry},
author = {Sandeep Singh and Vimlesh Kumar and G. K. Samanta},
journal= {arXiv preprint arXiv:2401.11853},
year = {2024}
}