Rumo à Metrologia de Super-resolução de Superfícies: Estimativa Quântica de Seporações Angulares e Axiais

Investigamos a localização de duas fontes de ponto incoerentes com separações angulares e axiais arbitrárias na aproximação paraxial. Usando técnicas de metrologia quântica, mostramos que uma estimativa simultânea das duas separações é alcançável por meio de uma única medição quântica, com uma precisão que atinge o limite máximo decorrente da limitação de Cramér-Rao quântico. Tal precisão não é degradada no regime subcomprimento de onda, superando assim as limitações tradicionais da imagem direta clássica derivadas do critério de Rayleigh. Nossos resultados são qualitativamente independentes da função de espalhamento de ponto do sistema de imagem, e quantitativamente ilustrados em detalhes para o caso gaussiano. Esta análise pode ter aplicações relevantes em medições de superfícies tridimensionais.