有损马赫-曾德尔干涉仪中的最优相位测量
光学
2023-02-23 v1 量子物理
摘要
在这项工作中，我们讨论了在存在内部损耗的情况下，马赫-曾德尔干涉仪（MZI）的两种相位测量方法，并给出了相应的最优条件。我们从理论上发现，当核心参数（反射率、相位差）被优化时，这两种方法的相位灵敏度可以达到一个广义的精度界限：标准干涉极限（SIL）。在实验中，我们设计了一个具有可调分束比和损耗的 MZI 来验证相位灵敏度的优化。基于差分强度探测，展示了在损耗率从 0.4 到 0.998 范围内的灵敏度提升，与理论结果吻合良好。在一条臂中损耗高达 0.998 的情况下，我们通过优化反射率实现了 2.5 dB 的灵敏度提升，这相当于单强度探测中 5.5 dB 的灵敏度提升。此类最优相位测量方法为在有损干涉测量中正确使用资源提供了实用的解决方案。
引用
@article{arxiv.2302.11535,
title = {Optimal phase measurements in a lossy Mach-Zehnder interferometer},
author = {Wenfeng Huang and Xinyun Liang and Chun-Hua Yuan and Weiping Zhang and Liqing Chen},
journal= {arXiv preprint arXiv:2302.11535},
year = {2023}
}
备注
8 pages, 6 figures