Observation expérimentale d'une fluorescence accrue par absorption à deux photons intriqués quantiques à des niveaux de puissance de pompe de l'ordre du milliwatt

Les technologies optiques basées sur l'absorption à deux photons peuvent offrir une haute résolution et une pénétration tissulaire profonde, mais nécessitent des intensités de puissance de crête très élevées en raison des sections efficaces d'absorption extrêmement faibles associées à ce phénomène. Il a été rapporté que l'utilisation de paires de photons intriqués quantiques augmente le taux d'absorption à deux photons par rapport à celui obtenu avec des sources laser cohérentes classiques. Cependant, l'amplification qui peut potentiellement être obtenue à l'aide de l'absorption à deux photons intriqués (ETPA) n'a jusqu'à présent été réalisée qu'à de faibles débits de photons, allant généralement de 107 (au niveau du pW) à 1013 (au niveau du μW) photons/s. Pour cette raison, l'ETPA a été considérée comme peu pratique. Le présent travail démontre une évaluation expérimentale de la fluorescence excitée par ETPA à des niveaux de puissance de pompe à la fois faibles (μW) et relativement élevés (mW), en utilisant une source de conversion descendante paramétrique à gain élevé. Une augmentation du taux d'absorption ainsi qu'une corrélation linéaire entre le taux et la puissance ont été observées dans les deux plages de puissance. Ce travail a également comparé des sources quantiques et cohérentes. Les évaluations du flux de photons de transition suggèrent que le diamètre de mode spatial plus grand de la présente source quantique au point focal (par rapport aux valeurs utilisées dans les recherches antérieures) pourrait avoir contribué à l'augmentation du taux observée à des niveaux de puissance élevés. Les résultats présentés ici devraient offrir une nouvelle voie pour atténuer les dommages souvent associés à l'imagerie à deux photons et aux thérapies photodynamiques.