利用时间-能量相关光子对进行 X 射线相位测量
光学
2024-11-20 v1 量子物理
摘要
X 射线干涉仪的发明催生了先进的相位传感设备，这些设备在各种应用中具有无价的价值。这些应用包括对普适常数（如阿伏伽德罗数）、完美晶格参数的精确测量，以及能够分辨标准吸收成像无法捕捉的细节的相位衬度成像。然而，传统 X 射线干涉仪的灵敏度和鲁棒性受到制造精度、光束质量，以及重要的是来自外部源或样品本身的噪声等因素的制约。在这项工作中，我们首次将 SU(1,1) 干涉仪的概念扩展到 X 射线波段，展示了一种对各类噪声具有增强免疫力的新型 X 射线干涉相位测量方法。我们使用带有两个薄晶片的整体硅完美晶体器件，通过自发参量下转换（SPDC）产生相关光子对。到达时间符合和总能量滤波允许高精度地分离出携带相位信息的相关光子对，将其从数量级大得多的非相关光子噪声中分离出来。与传统的 X 射线干涉仪相比，此处提出的基于 SPDC 的新型干涉方法预计对振动以及机械和光子噪声具有更强的免疫力。因此，这种 SU(1,1) X 射线干涉仪应该为前所未有的相位测量精度铺平道路，对广泛的应用领域产生变革性的影响。
引用
@article{arxiv.2411.12702,
title = {X-ray Phase Measurements by Time-Energy Correlated Photon Pairs},
author = {Yishai Klein and Edward Strizhevsky and Haim Aknin and Moshe Deutsch and Eliahu Cohen and Avi Pe'er and Kenji Tamasaku and Tobias Schulli and Ebrahim Karimi and Sharon Shwartz},
journal= {arXiv preprint arXiv:2411.12702},
year = {2024}
}