荧光探测纠缠双光子吸收实验的局限性：从低增益到高增益压缩态区域的研究
量子物理
2024-04-26 v1
摘要
我们仔细重复并扩展了一个近期实验（“双光子吸收的空间特性”，Phys. Rev. Lett. 129, 183601, 2022），该实验报道了利用时间-频率纠缠光子对在分子样品中观察到双光子吸收速率的增强。我们发现，在低通量区域（理论上预测该增强在原理上可行），双光子荧光信号低于当前最先进方法的探测阈值。这些结果对于在超低光学通量下实现量子增强的分子光谱和成像具有重要意义。利用一个可从低增益自发辐射区域调节到高增益压缩态区域的光学参量下转换光子对源，我们观察到在高增益区域存在双光子诱导荧光，但在低增益区域任何荧光都低于探测阈值。我们通过和频产生实验补充了分子荧光研究，能够观察到从低增益到高增益的交叉，从而验证了我们的理论模型和实验技术。两个实验中观察到的速率（或缺失）与理论预测以及我们之前的实验一致，表明在当前技术下，时间-频率光子纠缠并不能为增强溶液中的分子双光子荧光光谱或成像提供实用途径。
关键词
引用
@article{arxiv.2404.16342,
title = {Limitations in Fluorescence-Detected Entangled Two-Photon-Absorption Experiments: Exploring the Low- to High-Gain Squeezing Regimes},
author = {Tiemo Landes and Brian J. Smith and Michael G. Raymer},
journal= {arXiv preprint arXiv:2404.16342},
year = {2024}
}