Abstrait
L'extraction de signaux à faible taux de comptage de photons uniques, au sein d'un bruit de fond important, représente un défi majeur pour de nombreuses expériences et technologies optiques. Nous présentons ici une méthode de détection synchrone de photons uniques, basée sur l'horodatage continu des photons, permettant d'améliorer le rapport signal/bruit (SNR) de plus de deux ordres de grandeur. Grâce à la résolution temporelle de la modulation du signal induite par des perturbations périodiques, 98 % du bruit de fond sont éliminés et les contributions inférieures à 1 coup/s de plusieurs processus non linéaires différents sont identifiées. À titre de preuve de concept, des mesures Raman anti-Stokes cohérentes sont utilisées pour déterminer la durée de vie vibrationnelle de quelques molécules dans une nanocavité plasmonique. Cette méthode de détection est applicable à toutes les expériences de comptage de photons uniques, quel que soit le nombre de fréquences de modulation simultanées, augmentant considérablement le SNR et permettant la résolution de processus physiques avec une résolution temporelle picoseconde, tout en minimisant la dose de photons. Le progiciel fourni permet une mise en œuvre à faible coût.
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