Theoretical Foundations of Quantum Spectral-Domain Optical Coherence Tomography with Frequency Scanning

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

A quantum spectral-domain optical coherence tomography technique based on the control of the joint spectral amplitude of a biphoton has been developed. An analytical expression for a quantum spectral-domain optical coherence tomography signal has been obtained in the case of a Gaussian joint spectral amplitude. The effect of the shape of the joint spectral amplitude of the biphoton on the resulting interference signal has been analyzed. The possibility of improving the quality of the interference signal by controlling the parameters of the joint spectral amplitude has been considered. It has been shown theoretically that the proposed approach provides a higher longitudinal spatial resolution than other optical coherence tomography techniques.

About the authors

N. A Ushakov

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

Email: n.ushakoff@spbstu.ru
195251, St. Petersburg, Russia

T. A Makovetskaya

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

Email: n.ushakoff@spbstu.ru
195251, St. Petersburg, Russia

A. A Markvart

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

Email: n.ushakoff@spbstu.ru
195251, St. Petersburg, Russia

L. B Liokumovich

Peter the Great St. Petersburg Polytechnic University

Author for correspondence.
Email: n.ushakoff@spbstu.ru
195251, St. Petersburg, Russia

References

  1. D. Huang, E. A. Swanson, C. P. Lin, J. S. Schuman, W. G. Stinson, W. Chang, M. R. Hee, T. Flotte, G. Kenton, C. Pulia to, and J. G. Fujimoto, Science 254, 1178 (1991).
  2. A. F. Fercher, K. Mengedoht, and W. Werner, Opt. Lett. 13, 186 (1988).
  3. A. G. Podoleanu, J. Light. Technol. 28, 624 (2010).
  4. J. F. de Boer, B. Cense, B. H. Park, M. C. Pierce, G. J. Tearney, and B. E. Bouma, Opt. Lett. 28, 2067 (2003).
  5. M. Choma, M. Sarunic, C. Yang, and J. Izatt, Opt. Express 11, 2183 (2003).
  6. C. K. Hitzenberger, A. Baumgartner, W. Drexler, and A. F. Fercher, J. Biomed. Opt. 4, 144 (1999).
  7. A. F. Abouraddy, M. B. Nasr, B. E. A. Saleh, A. V. Sergienko, and M. C. Teich, Phys. Rev. A 65, 053817 (2002).
  8. M. B. Nasr, B. E. Saleh, A. V. Sergienko, and M. C. Teich, Phys. Rev. Lett. 91, 8 (2003).
  9. C. K. Hong, Z. Y. Ou, and L. Mandel, Phys. Rev. Lett. 59, 8 (1987).
  10. Y. H. Shih and C. O. Alley, Phys. Rev. Lett. 61, 2921 (1988).
  11. A. V. Burlakov, M. V. Chekhova, Yu. B. Mamaeva, O. A. Karabutova, D. Yu. Korystov, and S. P. Kulik, Laser Phys. 12, 825 (2002).
  12. A. V. Belinskii and D. Klyshko, Uspekhi Fizicheskih Nauk 163, 1 (1993).
  13. P. Y. Graciano, A. M. A. Mart'inez, D. Lopez-Mago, G. Castro-Olvera, M. Rosete-Aguilar, J. Garduno-Mejia, R. R. Alarcon, H. C. Ramirez, and A. B. U'Ren, Sci. Rep. 9, 1 (2019).
  14. Y. Chen, M. Fink, F. Steinlechner, J. P. Torres, and R. Ursin, npj Quantum Inf. 5, 43 (2019).
  15. S. Ramelow, L. Ratschbacher, A. Fedrizzi, N. K. Langford, and A. Zeilinger, Phys. Rev. Lett. 103, 253601 (2009).
  16. M. Okano, R. Okamoto, A. Tanaka, S. Ishida, N. Nishizawa, and S. Takeuchi, Phys. Rev. A 88, 043845 (2013).
  17. S. Diddams and J.-C. Diels, J. Opt. Soc. Am. B 13, 1120 (1996).
  18. K. J. Resch, R. Kaltenbaek, J. Lavoie, and D. N. Bigersta, Proc. SPIE 7465, 74650N (2009).
  19. R.-B. Jin, T. Gerrits, M. Fujiwara, R. Wakabayashi, T. Yamashita, S. Miki, H. Terai, R. Shimizu, M. Takeoka, and M. Sasaki, Opt. Express 23, 28836 (2015).
  20. P. Yepiz-Graciano, A. M. A. Mart'inez, D. Lopez-Mago, H. Cruz-Ramirez, and A. B. U'Ren, Photonics Res. 8, 1023 (2020).
  21. V. V. Orre, E. A. Goldschmidt, A. Deshpande, A. V. Gorshkov, V. Tamma, M. Hafezi, and S. Mittal, Phys. Rev. Lett. 123, 123603 (2019).
  22. S. M. Kolenderska, F. Vanholsbeeck, and P. Kolenderski, Opt. Express 28, 29576 (2020).
  23. A. Fedrizzi, T. Herbst, M. Aspelmeyer, M. Barbieri, T. Jennewein, and A. Zeilinger, New J. Phys. 11, 103052 (2009).
  24. D. De la Torre-Robles, F. Dominguez-Serna, G. L. Osorio, A. B. U'Ren, D. Bermudez, and K. Garay-Palmett, Sci. Reports 11, 1 (2021).
  25. L. Cui, J. Wang, J. Li, M. Ma, Z. Y. Ou, and X. Li, APL Photonics 7, 016101 (2022).

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Российская академия наук

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».