基于光谱反演的超快脉冲超分辨

利用复电磁场相位中所含信息的量子启发方法，可以突破经典光谱学的分辨率极限。其在空间成像中的对应方法已被广泛讨论和验证；然而，在光谱域的实现却寥寥无几。我们实验演示了一种针对宽带光（数十至数百 GHz）的光谱超分辨方法，该方法基于图像反转干涉术在光谱域的类比。在原理验证实验中，我们研究了估计两个亮度相等的非相干光谱特征之间微小间隔这一典型问题，且在每个相干时间内的光子数很少。基于渐近估计理论，在给定估计量方差的情况下，在所需资源（光子）方面，证明了相比光谱直接成像有超过 $2$ 倍的提升。该装置基于带有电光时间透镜和实现反演的无源光谱色散器的主动稳定 Mach-Zehnder 型干涉仪。因此，该方法有望实现片上集成、良好的可扩展性以及进一步的应用，例如模式分选。