量子域中的 Kramers-Kronig 检测
量子物理
2025-02-27 v2
摘要
我们研究了最初为经典光通信开发的 Kramers-Kronig 检测技术的量子化。该技术包括在一个非平衡分束器上将未知光场与强单色本振光混合。分束器的单个输出端通过单个光电二极管对光强进行直接检测。当测得的输出满足信号处理约束，即最小相位和单边带约束时，Kramers-Kronig 检测通过数字计算的希尔伯特变换从强度测量中重建信号的相位。由于本振光是已知的，Kramers-Kronig 检测允许重建未知光场的正交分量。我们证明，这一结果在量子域中在本振光振幅的一阶近似下成立，因此 Kramers-Kronig 检测作为一种相干检测，能够测量两个正交分量，使其成为类似于双零差检测的高斯测量。我们还详细研究了 Kramers-Kronig 检测对玻色子相干态、单模纯态和混合态所测量的相位信息。最后，我们提出并研究了一种受 Kramers-Kronig 检测启发的单光子态光谱层析成像协议，该协议依赖于单光子的光谱工程。
引用
@article{arxiv.2407.20827,
title = {Kramers-Kronig detection in the quantum regime},
author = {Thomas Pousset and Maxime Federico and Romain Alléaume and Nicolas Fabre},
journal= {arXiv preprint arXiv:2407.20827},
year = {2025}
}