空间宽带高增益 SU(1,1) 干涉仪的对相位灵敏度
量子物理
2023-11-28 v1
摘要
非线性干涉仪是量子计量学中有前景的工具，因为与利用经典光工作的线性干涉仪相比，它们具有改进的对相位灵敏度标度。然而，这些干涉仪中产生的光的多模性会导致其对相位灵敏度的破坏，因此需要针对多模光的高级干涉构型。此外，与单模情况相反，在时间排序效应在多模情形下的高增益 regime 中起着重要作用，并且必须加以考虑才能正确估计对相位灵敏度。在这项工作中，我们给出了工作于低参量增益和高参量增益下的空间多模 SU(1,1) 干涉仪的理论描述。我们的方法基于对每个非线性相互作用区域的积分微分方程系统的逐步求解。我们聚焦于具有衍射补偿的干涉仪，其中使用抛物面镜等聚焦元件来补偿光的发散。我们研究了平面波泵浦和高斯泵浦，并表明对于任意参量增益，都存在一个相位区域使得对相位灵敏度超越标准散粒噪声标度，并讨论了其接近海森堡标度的 regime。最后，我们得到了对于低和高参量增益均有效的对相位灵敏度的深刻解析表达式，并展示了它如何依赖于系统的空间模数。
引用
@article{arxiv.2307.01723,
title = {Phase sensitivity of spatially broadband high-gain SU(1,1) interferometers},
author = {D. Scharwald and T. Meier and P. R. Sharapova},
journal= {arXiv preprint arXiv:2307.01723},
year = {2023}
}