Quantum 2025 – scientific programme
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FRI: Friday Contributed Sessions
FRI 8: Quantum Detectors in Optics and Particle Physics
FRI 8.1: Talk
Friday, September 12, 2025, 10:45–11:00, ZHG009
Laser-Doppler-Vibrometer mit quetschlichtverbesserter Auflösung — •Mengwei Yu1, Pascal Gewecke2, Roman Schnabel2 und Christian Rembe1 — 1Institut für Elektrische Informationstechnik, TU Clausthal, 38678 Clausthal-Zellerfeld — 2Institut für Quantenphysik, Universität Hamburg, 22761 Hamburg
Das heterodyne Laser-Doppler-Vibrometer (LDV) detektiert kleinste Schwingungsamplituden bei mechanischen Strukturen mit einer Auflösung im Sub-Picometerbereich und ist typischerweise durch Photonenschrotrauschen beschränkt. Kennzeichnend für das heterodyne LDV ist, dass das Fotodetektorsignal einen Träger bei der Differenzfrequenz zwischen Mess- und Referenzlicht hat. Korrelierte Photonen überwinden als sogenanntes Quetschlicht die Schrotrauschgrenze von optischem Messverfahren. Durch das Einkoppeln von vakuumquetschtem Licht in den Messstrahl eines LDVs kann entweder das Amplituden- oder das Phasenrauschen des Lichts effektiv unterdrückt werden. Die Reduzierung des Phasenrauschens führt zu einer Verbesserung des Träger-Rausch-Verhältnisses und folglich zu einer verbesserten Amplitudenauflösung bei der Schwingungsmessung. In dieser Studie wird ein heterodynes LDV vorgestellt, das die Einspeisung von Quetschlicht mit synchroner Abtastung und Demodulation kombiniert. Die digitale Vibrationsamplitudenauflösung wird in diesem Beitrag von einem durch Schrotrauschen limitierten Wert von 6 fm/√Hz auf ein sub-Schrotrauschen-Niveau von 4 fm/√Hz verbessert, was das Potenzial quantenbasierter Technologien in hochpräzisen optischen Messsystemen aufzeigt.
Keywords: Quetschlicht; Heterodyne LDV; sub-Schrotrauschen-Auflösung