Resonanz-Fluoreszenz ein InGaAs Quantum Dot in einem planaren Hohlraum mit orthogonalen Erregung und Erkennung

Disheng Chen; Gary R. Lander; Edward B. Flagg

doi:10.3791/56435

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Methodenartikel

Resonanz-Fluoreszenz ein InGaAs Quantum Dot in einem planaren Hohlraum mit orthogonalen Erregung und Erkennung

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DOI:

10.3791/56435

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13. Oktober 2017

Disheng Chen¹ , Gary R. Lander¹ , Edward B. Flagg¹

¹Department of Physics and Astronomy, West Virginia University

In diesem Artikel

Zusammenfassung

Resonante Anregung von einem einzigen selbstgebaute Quantenpunkt kann eine Anregung Modus orthogonal zu den Fluoreszenz-Sammlung-Modus erreicht werden. Wir zeigen eine Methode mit dem Hohlleiter und Fabry-Perot-Modi von einem planaren Mikrokavität rund um die Quantenpunkte. Die Methode ermöglicht völlige Freiheit in der Erkennung Polarisierung.

Zusammenfassung

Die Fähigkeit, simultane resonante Anregung und Fluoreszenz-Detektion ist wichtig für Quantum optische Messungen von Quantenpunkten (QDs). Resonante Anregung ohne Fluoreszenz-Detektion – zum Beispiel eine differenzielle Transmissionsmessung – kann einige Eigenschaften der emittierenden Anlage bestimmen, sondern erlaubt keine Anwendungen oder Messungen anhand der emittierten Photonen. Zum Beispiel erfordern die Messung von Photon Korrelationen, Beobachtung des Tripels Mollow und Realisierung der einzelnen Photons Quellen alle Sammlung der Fluoreszenz. Inkohärent Anregung mit Fluoreszenz-Detektion – zum Beispiel über Bandlücke Erregung – kann verwendet werden, um einzelnes Photon Quellen erstellen, sondern die Störung der Umwelt durch die Erregung reduziert die Ununterscheidbarkeit der Photonen. Einzelnes Photon Quellen basierend auf QDs haben zu hohe Photon Ununterscheidbarkeit resonant angeregt werden, und gleichzeitige Sammlung der Photonen wird notwendig sein, machen Gebrauch davon. Wir zeigen, dass eine Methode, um einen einzigen QD resonant begeistern in einem planaren Hohlraum eingebettet, durch die Kopplung des Erregung Strahls in diesen Hohlraum aus dem gespalten Gesicht der Probe während die Fluoreszenz entlang der Probe Oberfläche Normalenrichtung zu sammeln. Indem man sorgfältig die Erregung Strahl in den Wellenleiter Modus des Hohlraums, kann das Anregungslicht paar in den Hohlraum und interagieren mit den QD. Die gestreuten Photonen können an der Fabry-Perot-Modus der Kavität und Flucht in Richtung der Oberfläche normalen koppeln. Diese Methode ermöglicht völlige Freiheit in der Erkennung Polarisierung, aber die Erregung Polarisation wird durch die Ausbreitungsrichtung des Lichtstrahls Erregung eingeschränkt. Die Fluoreszenz von der Benetzungsschicht bietet einen Leitfaden zur Sammlung Weg in Bezug auf die Erregung Strahl ausrichten. Die Orthogonalität der Erregung und Erkennung Modi ermöglicht resonante Anregung von einem einzigen QD mit vernachlässigbar Laser Streuung Hintergrund.

Einleitung

Resonante Anregung von ein einzelnes Quantum-Strahler kombiniert mit Fluoreszenz-Detektion wurde eine langfristige experimentelle Herausforderung vor allem wegen der Unfähigkeit, die schwache Fluoreszenz von der starken Erregung Streuung spektral zu unterscheiden. Diese Schwierigkeit jedoch erfolgreich überwunden in den letzten zehn Jahren durch zwei verschiedene Ansätze: dunkel-Feld konfokale Erregung basierend auf Polarisation Diskriminierung¹^,²^,³^,⁴ ^,⁵, und orthogonal Erregung-Erkennung anhand der räumli....