Waiting
Login processing...

Trial ends in Request Full Access Tell Your Colleague About Jove
Click here for the English version

Engineering

Rezonans Floresans ortogonal uyarma ve algılama kullanarak düzlemsel boşluğunda bir InGaAs kuantum nokta

Published: October 13, 2017 doi: 10.3791/56435

Summary

Bir tek kendi kendine monte kuantum nokta rezonans uyarma Floresans koleksiyon modu için dik bir uyarma modu kullanılarak elde edilebilir. Biz dalga kılavuzu ve kuantum nokta çevreleyen bir düzlemsel microcavity Fabry-Perot modları kullanarak bir yöntem göstermek. Yöntemi tam bir özgürlük içinde algılama polarizasyon sağlar.

Abstract

Aynı anda rezonans uyarma ve floresan algılama yeteneğini Kuantum Optik kuantum nokta (QDs) ölçülerini önemlidir. Floresans algılama – Örneğin, fark iletim ölçüm – olmadan rezonans uyarma yayan sisteminin bazı özelliklerini belirleyebilirsiniz ancak uygulamalar veya verilmiş fotonlar dayalı ölçüler izin vermez. Örneğin, foton korelasyon ölçümü, Mollow üçlüsü gözlenmesi ve tüm tek foton kaynaklarının gerçekleşme Floresans topluluğu gerektirir. -Örneğin, yukarıda grup-gap uyarma-floresan algılama ile tutarsız uyarma tek foton kaynakları oluşturmak için kullanılabilir, ancak uyarma nedeniyle çevreye rahatsızlık fotonlar indistinguishability azaltır. Tek foton kaynakları QDs üzerinde dayalı yüksek foton indistinguishability için resonantly heyecan olmak zorunda ve fotonlar eşzamanlı koleksiyonu yapmak gerekli olacaktır onları kullanmak. Biz resonantly tek bir QD heyecanlandırmak için bir yöntem bir düzlemsel boşluğunda uyarma ışını bu boşluğa örnek cleaved yüzünden örnek'ın yüzey normal yön boyunca Floresans toplarken kaplin tarafından gömülü göstermek. Dikkatle uyarma ışın kavite dalga kılavuzu moduna eşleştirerek, uyarma ışık boşluğuna çift ve QD ile etkileşim. Dağınık fotonlar kavite ve kaçış yüzey normal yönde Fabry-Perot modunu çift. Bu yöntem algılama polarizasyon tam bir özgürlük sağlar, ancak uyarma polarizasyon uyarma ışın yayma yönü tarafından kısıtlanır. Floresans ıslatma katmanından toplama yolu uyarma kiriş ile ilgili olarak hizalamak için bir kılavuz sağlar. Dikeylilik uyarma ve algılama modları tek bir QD ihmal edilebilir lazer saçılma arka plan ile rezonans uyarma sağlar.

Introduction

Floresans algılama ile kombine bir tek kuantum emitör rezonans uyarma esas olarak hayalice güçlü uyarma saçılma gelen zayıf Floresans ayırımcılık yetersizlik nedeniyle uzun vadeli bir deneysel meydan okumaydı. Bu zorluk ancak, başarılı bir şekilde son on yılda iki farklı yaklaşım tarafından üstesinden gelmiştir: dark-alan confocal uyarma esaslı polarizasyon ayrımcılık1,2,3,4 ,5ve ortogonal uyarma-algılama uzamsal mod ayrımcılık6,7,8,9,10,11, temel 12,13,14. Her iki yaklaşımın önemli ölçüde lazer saçılma bastırmak için güçlü bir yetenek göstermek ve böylece çeşitli deneyler, örneğin, spin-foton Dolaşıklık5,15, gözlenmesi yaygın olarak kabul 16, gösteri giyinmiş Birleşik2,7,12,17,18,19,20,21 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26ve tutarlı işleme kapalı spin3,27,28,29,30. Ben de yaklaşım evrensel her duruma uygulanabilir; Her bazı belirli koşullar için sınırlıdır. Karanlık-alan tekniği polarizasyon özgürlük derecesi, fotonlar uyarma lazer saçılma bastırmak için kullanır. Bu teknik birkaç avantajı vardır. Örneğin, salt confocal sağlayan bir iyi tanımlanmış dalga modu için bir gereksinim vardır. Dairesel yayın yapan uyarma ve daha yüksek uyarma şiddeti kaynaklanan kuantum yayıcı, uyarma demetinin muhtemelen daha sıkı odak için confocal uygulama sağlar. Ancak, bu kutuplaşma seçici yöntem uyarma polarizasyon ortogonal olmak algılama polarizasyon kısıtlar ve böylece Floresans polarizasyon özelliklerini tam bir karakterizasyonu engeller. Buna karşılık, uzamsal mod ayrımcılık lazer saçılma4bastırmak için uyarma ve algılama kirişler yayılma modları arasında dikeylilik kullanarak algılama polarizasyon özgürlüğü korur. Bu teknik bir uyarma modu algılama moduna ortogonal sağlamak için örnek bir dalga kılavuzu yapısında gerekliliği ve ışın yayma yönünü dikey olarak uyarma polarizasyon sınırlamasının kısıtlamalardır .

Burada, ücretsiz uzay tabanlı ortogonal uyarma-algılama Kur rezonans Floresans deneyler için oluşturmak için bir protokol göstermektedir. Nerede bir fiber optik ışık kavite6çift için kullanıldı uzamsal mod ayrımcılık öncü çalışmaları ile karşılaştırıldığında, bu iletişim kuralı bir çözümde boş alan sağlar ve does değil istemek ya da örnek bağlamaya Kinetik bileşenleri veya cryostat lif. Uyarma kiriş ve algılama yolu ayrıntılı denetimini manipüle tarafından cryostat için harici optik asferik singlet lensler hedefleri cryostat soğuk bölge içinde odak olarak hareket ederken. Biz temsilcisi görüntüleri elde rezonans uyarma ve floresan üzerinden bir tek kuantum nokta tespiti sürecinde anahtar hizalama adımları sağlar.

Bu gösteri için kullanılan örnek moleküler ışın epitaxy (MBE) tarafından yetiştirilir. InGaAs kuantum noktaları (QDs) şekil 1' deki örnek yakınlaştırma görünümü gösterildiği gibi iki dağıtılmış Bragg reflektör (DBRs) tarafından sınırlı bir GaAs spacer katıştırılır. GaAs spacer DBRs arasında nerede uyarma ışın toplam iç yansıma ile sınırlı bir dalga kılavuzu davranır. DBRs örnek uçak neredeyse normal wavevectors için yüksek-yansıtırlık ayna olarak hareket. Bu bir Fabry-Perot modu için QDs Floresans yayan zaman çift oluşturur. Fabry-Perot modu bir tamsayı olmak GaAs spacer gerektiren emisyon dalga boyu λ QDs in ile rezonans olmalıdır λ/n, n GaAs dizin of kırılma nerede katları. Bu gösteri için GaAs spacer kalınlığı 4λ/n, olmak böylece olay uyarma ışını kırınım sınırlı nokta boyutu olmak yaklaşık 1 µm olduğu seçilir. Daha dar bir spacer bir alt kaplin verimliliğini uyarma ışın dalga kılavuzu moduna neden olur.

Deneysel yapısı şekil 1' de gösterilen. Sayısal diyafram NA ile Asiferik tek objektifli amaç Eobj kaplin verimliliği maksimize etmek için 0,5 = ve 8 mm odak uzaklığı uyarma ışın cleaved yüz örnek üzerine odaklanmak için seçilir. (Objektif çift E1 ve E2 oluşan) uyarma yolunda Keplerian teleskobun işlevi iki yönlüdür: (1) uyarma ışın sıkı bir şekilde (içinde dalga kılavuzu için daha iyi modu eşleştirmek için odaklanmıştır bu yüzden uyarma amaç Eobj diyafram doldurmak için Bu gerçekleşme collimated ışın çapı 2.5 mm olan) ve (2) örnek cleaved yüze uyarma ışın odak noktası manevra için özgürlük üç derece sağlamak için. Objektif E1 uyarma yerde serbestçe örnek i ciddi yüz uçak kaydırmaya özgürlük iki derece sağlar bir xy translasyonel mount monte. Objektif E2 üzerinde odak noktası derinliği örnek seçme özgürlüğü sağlayan konut dönmeyen zoom monte edilir. Bu üç derece özgürlük hareketi örnek kendisi gerek kalmadan tek bir QD rezonans uyarma en iyi duruma getirmek sağlamak.

Floresans koleksiyonu yolunda da benzer bir objektif yapılandırma (Lobj, L1 ve L2) floresan örnek farklı yerlerinden algılanmasını sağlamak için kullanılır. Örnek ışıktan bir iki tüp objektif ya bir IR duyarlı kamera (Lcam) üzerine veya Spektrometre (Lspec) giriş yarık tarafından odaklanmıştır. L1 hareket z ekseni boyunca görüntü odağı ayarlar ve L2 yanal çeviri örnek uçak arasında tarama için görüntünün neden olur. Yani onların büyütme birlik L1 ve L2 odak uzunlukları eşittir. Bu L2 vinyet oluşmadan önce tercüme edilebilir aralığın en üst düzeye çıkarmak için yapılır.

Hizalama ve bir QD konumunu kolaylaştırmak için Kohler aydınlatma üzerinde dayalı bir ev inşa ışığı şekil 1' de gösterildiği gibi kurulum kurulmuştur. Kohler aydınlatma amacı örnek için tek tip aydınlatma sağlar ve emin olduğu bir iMage aydınlatma ışık kaynağı, örnek görüntüde görünür değil. Objektif yapılandırmaları ışığı ve toplama yolu dikkatle eşlenik görüntü uçaklar örnek ve ışık kaynağı ayırmak için tasarlanmıştır. Her objektif koleksiyonu yolundaki komşuları--dan onların odak uzunlukları toplamı tarafından ayrılır. Örnek resim odakta – her yerde fotoğraf makinesi duyumsal ışık kaynağı görüntü tamamen defocused gibi bu emin olmayı sağlar. Amaç-geri odak düzlemi örnek görüntü tamamen ufuk gibi benzer şekilde, ışık kaynağı resim odakta – nerede. Işık kaynağı bir ticari ışık yayan diyot (LED) 940 yayan maddedir nm. Diyafram diyafram aydınlatma yoğunluğunu ayarlama sağlar ve alan diyafram aydınlatılmış için görüş alanı belirler. Arasındaki mesafeyi ayarlamak için tek tip aydınlatma fark için anahtar taşı are iki objektif odak uzunlukları toplamı K4 ve L2 lens ve L diyafram emin olmak içinobj tarafından aydınlatma dolu değil. Bu protokol için aydınlatma Lobj ve örnek arasındaki mesafe en iyi duruma getirmek için de kullanılır.

Amaç Lobj ve her iki tüp lens kamera veya Spektrometre 20 x büyütme sağlar. Lobj ve Lspec arasında objektif çifti L3 ve L4 şarj kuplajlı cihaz üzerinde (CCD) Spektrometre, bir ekstra 4 x büyütme görüntü sağlar başka bir Keplerian teleskop oluşturur. Toplam büyütme dağınık şekilde Floresans yakındaki QDs. L3 ve L4 ayırt etmek gerekli olan 80 x, L3 ve L4 sonuçlarında büyütme oranını geçiş kolaylaştırmak için bağlar saygısız monte edilmiştir lensler ilavesi 20 x büyütme örnek üzerinde görüş daha büyük bir alan sağlar.

Toplama yolu uyarma ışın yol dalga kılavuzu ile görüş alanı örtüşmesi için süreklilik emisyon katman ıslatma kuantum nokta yardımcı olur. Kimse emisyon dalga boyu ıslatma tabakasının altında örnek grubu-gap uyarma yukarıda emisyon spektrum ölçerek belirleyebilirsiniz. İçin bizim örnek, katman emisyon ıslatma yaklaşık 880 oluşur 4.2 K. nm'de Cw lazer ışını 880, kaplin tarafından nm dalga kılavuzu örnek içine bir çizgi deseni kurulan eşlik eden videoda gösterilen ıslatma katmanından pl gözlemleyebilirsiniz. Çizgi dalga kılavuzu birleştiğinde uyarma ışık yayma yolu ortaya koymaktadır. Örnek yüzeyine resim yeteneği ile birlikte bu çizgi varlığı hizalama basit hale getirir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Protocol

dikkat: Lütfen lazer saçılma hizalamayı sırasında olası tehlikeleri unutmayın. Koruma için uygun koruyucu gözlük takıyorum. Hizalama işlemi kolaylaştırmak için bir kızılötesi Görüntüleyicisi (IR-Görüntüleyici) gereklidir. IR-duyarlı floresan kartım da yararlı ama gerekli değil.

1. numune hazırlama

  1. kullanımı bir elmas scribe alanınız istenilen yerde örnek üst yüzeyi kenarındaki minik bir çizik bile yapmak. Örnek çizik her iki tarafında tutmak için iki çift düz uçlu cımbız kullanın. Bir dışa döner tork cımbız ile uygulamak ve örnek ayırmak.
    Not: Uzun bir çizik fizyon tanıtmak gerekli değildir ve büyük olasılıkla kaplin ışık imkansız hale dalga kılavuzu katmanı kesecek. Herhangi bir temas yüzeyinde dalga kılavuzu yüz zarar verme olasılığı hassas cleaved yüzüdür.
  2. Eklemek i ciddi örnek parça termal iletken gümüş boya veya gümüş epoksi kullanarak bir örnek bakır plaka üzerine.
    Not: uyarma lazer müdahalesi olmaksızın örnek yüzüne vurmak böylece cleaved yüz montaj plakası kenar ile aynı hizada olmalıdır.
  3. Cleaved yüz ve örnek yüzey optik cryostat windows ulaşılabilir cryostat bakır plaka bağlarsınız.

2. Hizalama rezonans uyarma yolun

Not: dalga kılavuzu içine kaplin verimliliği en üst düzeye çıkarmak için olay uyarma ışın profil bu hayali bir geriye doğru çıkma ışın yayma ile uyumlu olması vardır. dalga kılavuzu.

  1. Kaba uyarma lazer ışını örnek cleaved yüze hizalamasını.
    1. Fiber optik girişli FC0 özgürlük derece kullanın ve M0 uyarma lensler yüklenmeden önce uyarma ışın cleaved yüz örnek üzerine doğrudan ayna.
    2. Uyarma ışını yatay olarak her ikisi görme duyusuyla ilgili tablo ile ilgili ve uçak örnek ile ilgili olarak seviye.
  2. Yükleme uyarma amacın E obj
    1. asferik lens E obj translasyonel Mount translasyonel özgürlük üç derece ile koymak. E obj lazer üzerinde ortalamak ve merkezi örnek aynı olacak şekilde E obj yüksekliğini ayarlayın.
    2. Bir beyaz kağıt ekran arkasında uyarma yol boyunca örnek ayarlayın. Örnek tarafından geçen lazer ışık nedeniyle kağıt üzerinde parlak bir nokta gözlemlemek için bir IR-Görüntüleyicisi'ni kullanın.
    3. Slayt E obj doğru yavaş yavaş açık bir siluet kadar örnek görüntü örnek kağıt üzerinde görülebilir. Parlak nokta ortasında siluet ortalamak için E obj yükseklik ve lateral konumunu ayarlamak.
    4. E obj örnek doğru yavaş yavaş sürme tutmak ve ekranda siluet görüntü bir büyütme deneyimleri. Bu arada, siluet görüntüsünü yatay kaydırması telafi etmek için E obj (sol/sağ) yatay konumunu ayarlamak.
      Not: bazı noktada görünür kırınım saçaklar E obj örnek yavaş hareket sırasında başlayacaktır. Bu örnek yüzey katmanında odaklanmış nokta koymak için yeni bir referans sağlar.
    5. E obj örnek doğru yavaş yavaş sürme tutmak. E obj her konumda, sağ/sol shift E obj artırmak kadar ekran saçaklar aramak için görünür sadece bir saçak saçak aralığı.
      Not: İki grup saçaklar, bir sol ve bir sağ tarafındaki örnek yüzey olacak.
    6. Slayt E bulun obj saçaklar görünür sayısını en aza indirir bir pozisyonda Eobj.
  3. Hizalama teleskop lenslerin E1 ve E2
    1. lazer ışını üzerinde ortalanmış uyarma yol eklemek lens E1 ve E2. Pozisyon E2 E obj--dan onların odak uzunlukları toplamı tarafından ayrılmış. E1 ve E2 onların odak uzaklık, örneğin, f 1 + f 2 toplamı olmak arasındaki mesafeyi ayarlamak 150 mm. =
    2. IR Görüntüleyici ile kağıda siluet ve kırınım deseni gözlemlemek. Parlak lazer aydınlatma nokta ortasındaki siluet ortalamak için E1 yüksekliğini ayarlayın.
    3. Slayt E2 E1 E1 yanal konumunu ayarlama sırasında uzak ya da doğru. Güvenli E1 ve E2 hem de gruplar fringe pozisyonlarda ya kaybolur ya da saçaklar en az sayıda gösterir görünümü.
    4. dikey olarak yönlendirilmiş polarize POL E1 önce yerleştirin ve uyarma ışını. Merkezi
      Not: bazı polarize var bir hafif kama açısı, dava uyarma ışın bir açısal sapma yaşayacaksınız. Bu sapma telafi etmek için E1 ve E2 kullanın.

3. Photoluminescence toplama yolu hizalamasını

Not: toplama yolu inşa görüntüleme sisteminin performansını çoğunlukla L obj konumlandırma onun kısa odak uzaklığı () nedeniyle hassas belirlenir f obj = 10 mm, NA 0.55 =). İki genel adımları L obj uyum içinde söz konusu olursa: Helene lazer kullanarak ve iyi tweaking ışığı ve GaAs toplu exciton emisyon kullanarak kaba hizalama. Oda sıcaklığında örnek ile bu hizalama adımlar gerçekleştirilir.

  1. Uyum yukarıdaki band-gap (Helene) uyarma yol ve yüklenmesi kamerayı:
    1. bir yukarıdaki band-gap lazer ışını (Helene) tekli mod fiber çift.
    2. Çıkış kiriş üzerine örnek üzerinden bir ayna M3 lif Kolimatör FC1 üzerinden doğrudan.
    3. Örnek 1 mm cleaved kenar uzak
    4. tilt lazer yatay olarak ortalamak için FC1 oracıkta. Sadece üstünde veya altında olay ışın için lazer ışını arka yansıma yatay kaydırmaya M3 eğ. Birkaç kez her iki ölçütlerine kadar bu işlemi tekrarlayın.
    5. Tilt FC1 ve M3 dikey olarak optik masa ve tutmak o yönetti Helene ışın örneği'seviye.
    6. IR Görüntüleyicisi örnek üzerinde rezonans lazer ve Helene lazer noktalar bulmak için kullanın. Helene lazer spot Merkezi rezonans lazer nokta olarak aynı yükseklikte olduğundan emin olun. Aksi takdirde, Helene ışını ile tablo düzey tutarken kiriş yükseklikleri eşleşecek şekilde FC1 ve M3 kullanın.
    7. Sigara polarize kiriş kırık küp (90:10), NPBS, Helene yolun yerleştirin. Olay Helene ışın küpte Merkezi.
    8. Işın bölücü çıkış koleksiyon yolu, bir yansıma örnekten gelen ve küp içinde iç yansıma birinden adlı iki kiriş bulun.
    9. Öyle ki iki kiriş çıkışında kolayca ayrılabilen
    10. dönme belgili tanımlık küp küçük açı (~ 5 derece) tarafından. Kamera hizalamak için kaba bir kılavuz olarak kullanılabilir örnek yüzeyden yansıyan ışık.
      Not: küp hakkında dikey eksen döndürüldüğünde dahili olarak yansıyan ışın yönünü değiştirmez.
    11. Düzeyi ile ilgili optik sekmesini küpKüp içinde iç yansıma için karşılık gelen Helene ışın sağlayarak le mı gelen ışını olarak aynı yükseklikte.
    12. Yerine bir IR duyarlı kamera arkasında yolundaki Helene ışın yansıtıyordu. Örnek görüntü kamera üzerine odaklanmak için bir odak uzaklığı ile 200 mm tüp objektif L cam kullanın.
      Not: Bir ev inşa tüp sistemi objektif L cam, ev, sokak Oda ışık kamera tarafından algılanan engeller şekil 1, gösterildiği gibi kullanılır.
    13. Kamera ile PL gözlem örnekten sağlayan set up bir 800 nm uzun geçiren Filtre, F1, ışık, Helene filtre uygulamak için L cam önünde.
  2. Yükleme ve objektif konumunu optimizasyonu L obj
    1. asferik lens L obj translasyonel Mount translasyonel özgürlük üç derece ile koymak. L obj Helene lazer üzerinde ortalamak ve odak uzaklığı, f obj örnek ayrılması ayarlayın = 10 mm.
    2. Kümesi objektif kadar çifti L1 ve L2 (f 1 = f 2 = 50 mm) burada bir tarafı sabittir ve öbür mikrometre tarafından kontrollü yatay düzlemde hareketli bir xy translasyonel Dağı kullanarak.
      Not: İçine belgili tanımlık hareketli yan-Mount Lens L2 gider. L1 objektif tüp tarafından düzenlenen ve mount sabit tarafına eklenir. Tüp sistemi dalga giriş/çıkış L1 optik eksen boyunca tutarak objektif tüp tarafından iki lens arasındaki mesafeyi ayarlamak için özgürlük sağlar.
    3. 100 mm. olmak iki lens arasındaki uzaklık ayarla ayarla L2 mikrometre ayarlayarak Dağı ortasındaki.
    4. NPBS ve cryostat arasında Helene yol L1 ve L2 lens combo takın. F obj + f 1 olmak L1 ve L obj arasındaki mesafeyi ayarlayın. L1 ve L2 olay Helene ışık Merkezi.
    5. Işığı ve film tabakası şekil 1 ' de gösterildiği gibi toplama yolu ekleyin. Arasındaki mesafeyi ayarlamak K4 ve L2 onların odak uzunlukları toplamı için lens.
    6. Işığı açı ayarlayarak L2 aydınlatma ışını Merkezi.
    7. Merkezi arka aydınlatma görünür kamera görüntüdeki spot PL için neden Helene uyarma tarafından ışık yansıyan film tabakası açısını ayarlamak.
      Not: hizalama amacıyla, bir ışıklı alanının yerini belirlemek için alan diyafram kapatabilirsiniz.
    8. Sadece ışığı ışık kullanarak bulmak bir yüzey hatası veya toz örnek üzerinde kameraya bakarak. L2 yanal hareket ettirerek gerektiği gibi örnek diğer bölümlerini arama.
    9. L obj ın/out kusur veya toz kenarına keskin yapmak için optik eksen boyunca hafifçe dokunun.
    10. Shift L2 geri objektif yuvasının ortasına doğru.
    11. Görünümü Helene-heyecanlı PL spot kameraya ve örnek cleaved kenarından 1-2 mm PL noktadır L obj yatay olarak taşıyın.
      Not: 1 az bir mesafe için mm, lazer saçılma örnek cleaved kenarından amaç L obj tarafından toplanan. Uzaktan iken çok ileri cleaved yüz için uyarma ışın kullanılabilir maksimum uyarma güç azaltır QD ulaşmadan önce zayıflama yaşayabilirsiniz.
    12. Shift L2 yatay olarak örnek cleaved kenarına kadar kameranın aydınlatma altında gösterilir.
    13. Dikey olarak parlak lazer nokta örnek cleaved yüze rezonans uyarma ışın saçılma neden olur örnek cleaved kenarında aramak için yavaş yavaş shift L obj.
    14. Örnek için cleaved kenarında spot parlak lazer Helene uyarma tarafından neden PL nokta seviye.
  3. Yeniden düzenlenmesi ile ilgili yeni konumunu Helene uyarma yolunun L obj .
    Not: scannable alanı en üst düzeye çıkarmak ve vinyet etkisi en aza indirmek için bu uyarma optik ve uyarma kiriş ile ilgili L obj konumunu yeniden ortalamak gereklidir.
    1. Kaldır L1 ve L2. Işın sağlanması sırasında L obj uyarma ışını örnek normal yüzey yönünü merkezidir.
    2. Merkezi L2 Dağı üzerinde. L1 ve L2 olay uyarma denge aletinin üstüne ortalayın. İki odak uzaklık, Yani, f 1 + f obj toplamı olmak L1 ve L obj arasındaki mesafeyi ayarlayın.
    3. Yeniden konumlandırmak L cam böyle yansıyan Helene ortalandığına ışınlayın. Böyle Helene PL (kullanım uzun geçiren Filtre) heyecanlı resmin üzerine merkezli kamera yeniden konumlandırmak.
    4. Işığı ve L2 ve Helene uyarma tarafından neden PL spot ışık aydınlatma ortalamak için film tabakası açısını ayarlamak.
  4. Aynalar M1 ve M2 hizalamasını.
    Not: geriye doğru spektrometresinde yönettiği bir lazer hizalama kolaylaştıracaktır.
    1. Monitör Helene heyecanlı PL kameraya örnekten. PL film tabakası ve M1 arasında bir iris (Iris A) merkezi.
    2. Merkezi L spec ters kiriş üzerindeki lens ve bir odak uzaklığı f spec Spektrometre giriş yarık uzağa yerleştirin.
    3. Ters ışını Spektrometre örnek için iki aynalar, M1 ve M2 kapalı yansıtarak göndermek.
    4. M2 ve ben spec ve merkezi arasında başka bir iris (Iris B) kurmak bu ters yolunda.
    5. Yönlendirmek ters ortalamak için M2 ışınla Iris A. yönlendirmek Iris B. Repeat PI'a ortalamak için M1 üzerinde bu işlemi birkaç kez her iki ölçütü memnun olan kadar.
    6. Sıfır-sipariş kırınım Oda ışık izleyerek Spektrometre CCD üzerinde giriş slit (30 mikron genişlik) ortasına bulun.
    7. Spektrometre giriş yarık açın. Bir 800 nm uzun geçiş filtresi kullanarak, Helene uyarma altında örnekten PL CCD üzerinde görülebilmektedir.
    8. Bu noktada girişinde Spektrometre ve CCD, orta yükseklikte yarık ve ters ışın Iris A. tekrar bu işlemi birkaç kez her iki ölçütü tanıştığımızda olana üzerinde ortalamak için M2 yönlendirmek merkezine yönlendirmek M1
    9. Objektif hizalamasını çifti L3 ve L4: pozisyon L3 PL koleksiyonu yolunda olduğunu f 2 + f 3 lens L2 uzak bir yerde. Yer L4 toplama yolu içine L3--dan onların odak uzaklık, f 3 + f 4 toplamı tarafından ayrılmış. L4 yanal konumunu CCD oracıkta Merkezi PL için ayarlamak.

4. Üst üste PL koleksiyonu yolun rezonans uyarma yol ile ilgili olarak

  1. serin aşağı 4.2 K. için örnek Bantlı yukarıda uyarma ile Spektrometre emisyon dalga boyu ıslatma katmanı kesin olarak belirlemek için kullanın (tipik olarak yaklaşık 880 nm).
  2. Bir 800 nm uzun geçiren Filtre F1 L cam önünde Helene ışık engellemek için ayarlayın. Aydınlatıcı ışık yardımıyla, L2 yatay olarak örnek cleaved kenarına kamera bulmak için vardiya.
  3. Yan uyarma dalga boyu ıslatma katmanla rezonans olmak ayarlayın. Örnek fotoğraf makinesinde cleaved kenarında bir parlak saçılma nokta bulun.
  4. Gözlemlemek bir " çizgi deseni " photoluminescence E1 yanal konumunu ayarlayarak kamera ile. E1 yanal ilerletmeniz çizgi yoğunluğunu en üst düzeye çıkarmak.
    Not: " çizgi " uyarma ışın örnek dalga kılavuzu birleştirilmiştir ima ıslatma katman emisyon mı.
  5. Dikey çizgi Helene uyarma tarafından neden PL nokta ile üst üste taşımak için ayarlamak E1.
  6. Islatma katman PL. ayarlamak E2 yoğunluğunu tek yönde kaydetmek sonra E1 konumunu yeniden en iyi duruma getir; tekrar PL yoğunluğunu kaydetmek ve önceki değeri karşılaştırmak.
  7. Yoğunluğu artmış,
  8. E2 ayarlama aynı yönde işlemini yineleyin. Yoğunluğu azaldı E2 düzeltilmesi tersine. E1 ve E2 için optimum konumlarını bulmak için bu yordamı yineleyin.

5. Tek bir kuantum nokta rezonans uyarma

< p class = "jove_content"> Not: Tek bir QD rezonans uyarma gerçekleştirmek için iki olası yaklaşım vardır: (1) ayar belirli bir QD rezonans; eşleştirmek için lazer uyarma sıklığını veya (rezonans Floresans üzerinden tek bir QD gözlenen kadar lazer frekans QD ensemble rezonans enerjileri arasında tarama 2).

  1. Hedef yöntemi (1) - uyarma:
    1. ayarla emisyon dalga boyu altında QD Ensemble grubu-gap uyarma yukarıda birinci dereceden kırınım Merkezi izlemek için Spektrometre. Spektrometre giriş yarık açın.
    2. Parlak bir arka plan ıslatma katman durumlarını sürekli kuyruğunun uyarma nedeniyle görünene kadar
    3. bantlı yukarıda uyarma güç ayarlayın. Giriş için 30 mikron yarık kapatın.
    4. Yanal uygun bir QD - Örneğin, parlak bir görüntü bulmak için shift L2
    5. . Dalga boyu QD λ Spektrometre tarafından ölçülen QD rekor.
    6. Tune dalga boyu λ QD aynı değeri olmak rezonans uyarma lazer.
      Not: Çoğu zaman, Spektrometre rezonans uyarma lazer optik üzerinden saçılma zayıf sinyal alabilirsiniz. Aksi takdirde, split-off uyarma ışını Spektrometre doğrudan.
    7. En üst düzeye çıkarmak QD ' uyarma lazer frekans ince tarafından CCD üzerinde s PL yoğunlukta.
      Not: bazı QDs Helene ışık küçük bir miktar resonantly heyecanlı 10 , 31 , 32 olmak QD izin gerekiyordu. Gerekli Helene lazer güç genellikle hiçbir Floresans sadece bu Helene ışın tarafından neden düşük - birkaç yüz nanowatts - CCD tarafından tespit edilebilir böyledir.
    8. Yüksekliği ve E1 Objektifin yan pozisyon ve objektif E2 Aksiyel konumunu ayarlayarak QD PL yoğunluğunu en üst düzeye çıkarmak. Ortaklaşa pozisyonlar lenslerin E1 ve E2 QD gelen rezonans Floresans yoğunluğunu en üst düzeye çıkarmak için en iyi duruma getirme.
  2. Yöntem (2) - spektral arama:
    1. emisyon dalga boyu QD Ensemble birinci dereceden kırınım Merkezi izlemek için Spektrometre ayarla. Spektrometre giriş yarık açın.
    2. QD topluluğu enerji aralığında uyarma lazer sıklığını ayarlayın. Resonantly heyecanlı bir QD CCD üzerinde havadar yüzük çift tarafından çevrili bir nokta olarak görüntülenir. Parlak bir QD seçin.
    3. PL şiddeti ince tarafından uyarma lazer dalga boyu en üst düzeye çıkarmak.
    4. Nokta PL yoğunluğunu en üst düzeye yüksekliği ayarlayarak ve lateral E1and objektif E2 Aksiyel konumunu konumlandırın. Ortaklaşa pozisyonlar lenslerin E1 ve E2 QD gelen rezonans Floresans yoğunluğunu en üst düzeye çıkarmak için en iyi duruma getirme.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Representative Results

Şekil 1 bir tek kuantum nokta rezonans uyarma gerçekleştirmek için gerekli ekipman bir belirli gerçekleşme gösterir. Diğer gerçekleşmeleri mümkün, ancak kritik bileşenleri vardır: bir uyarma yolunu çift için dalga kılavuzu; Floresans dedektörleri için rehberlik için bir koleksiyon yolu; koleksiyon yol boyunca heyecanlandırmak için bir confocal uyarma yolunda; ve görüntüleme örnek yüzeyinin etkinleştirmek için bir aydınlanma yolu.

İki temsilcisi RPLE spectra Şekil 2' de gösterilmiştir. Onlar tarafsız bir QD [Şekil 2(a) ve (b)] ve [Şekil 2(c) ve (d)] dolu bir QD toplanan vardır. Şarj edilmiş QD tam şarj durumunu spektrumu incelenerek tespit edilemez. En iyi sinyal-gürültü oranı elde etmek için lazer saçılma minimumda tutulmalıdır. Şekil 2en sağdaki Albümdeki(a) ve (c) uyarma lazer kadar detuned rezonans saçılma arka plan gösterir. Lazer saçılma QD Floresans çok zayıf ama saçılma tipik kalıpları göstermek için görüntüleri tarafından 284 ve 23 kez, sırasıyla geliştirilmiştir. Bu görüntüleri uyum içinde karşılaştıysanız, güçlü lazer saçılma var anlamına gelir. Dalga kılavuzu, görüş alanı cleaved Yüzündeki çizikler çok örnek, vbcleaved kenarına yakın, birden çok nedenleri kaplin dalga kılavuzu içine kayma gibi bu sonuç neden olabilir. Her noktada ayrıntılı tartışmalar bu protokol tartışma parçası sağlanır.

Düzlemsel bir microcavity içinde resonantly heyecanlı bir QD görüntüsünü genellikle bu şekil 3' te gösterilen etrafında halkalar ile merkezi disk sahip olacaktır. Bu desen QD kaplin üzerinden olan yayma yönde dalgaboyu bağımlı33vardır kavite, düzlem dalga eigenmodes sonuçlanır. Böylece, içi boş bir koni olan tepe açısı emisyon dalga boyu tarafından belirlenir boşluğunda tek bir dalga boyu Floresans çıkar. Bu ışık objektif tarafından collimated ve tüp objektifin hâkimiyeti odaklı zaman oluşan görüntü yüzük benzeri yapısı Şekil 2 ve şekil 3açıkça vardır. Yüzük ve disk yarıçaplarını tepe açısı ve böylece emisyon dalga boyu tarafından belirlenecektir. Küçük emisyon dalga boyu, büyük tepe açısı ve küçük yarıçapı. En küçük olası tepe açısı uzun dalga boyuna kesme boşluğu kaçabilir emisyon için demektir, sıfırdır. En büyük olası tepe açısı olan bir kısa dalga boyu kesim için optik sistem tarafından toplanan emisyon anlamına gelir objektif lens, NA belirler. Daha büyük bir NA - veya bir katı daldırma lens ilavesi - objektif bir koleksiyon Grup Bu alçak son için daha kısa dalga boyları uzanacak. Öte yandan, koleksiyon Grup uzun dalga boyu sonu dışında örnek yapısını değiştirerek değişiklik yapılamaz. Şekil 3 sıra--dan en az en fazla kesme dalga boyu farklı emisyon dalga boyu ile QDs Floresans görüntüleri gösterir.

Figure 1
Şekil 1. Şematik deneme.
Tek bir QD rezonans uyarma turuncu yol tarafından gösterildiği gibi dar linewidth (1 MHz) cw lazer ışını örnek dalga kılavuzu kaplin tarafından gerçekleştirilmektedir. Örnek photoluminescence kırmızı yolunu izleyerek Fabry-Perot modundan toplanır. Bir helyum-Neon (Helene) lazer yukarıdaki band-gap uyarma confocally, yeşil yol izlemek sağlar. Bir ev inşa ışığı sarı yol tarafından gösterildiği gibi 940 nm ışık, örnek yüzeyinin düzgün aydınlatma sağlar. Şematik olmadığına dikkat edin ölçek. Dosya karşılaştırması: fiber bağlantı; AD: diyafram diyafram; FD: alan diyafram; POL: polarize; F: uzun geçiren Filtre; NPBS: polarize sigara kiriş kırık küp; DBR: Dağıtılmış Bragg reflektör; CCD: şarj kuplajlı cihaz; LED: ışık yayan diyot. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 2
Şekil 2. Rezonans floresan bir tek kuantum nokta.
(a) tarafsız kuantum nokta her görüntünün üstünde doğrusal frekans belirtilen farklı detunings, Floresans görüntüleri. Sıfır ararken 927.8597 için karşılık gelen nm. (b) aynı tarafsız QD merkezi etrafında 8 piksel çapında dairesel bir alanda PL yoğunluğu bütünleştirerek, RPLE spektrum. (c), farklı detunings, şarj edilmiş bir QD Floresans görüntülerini belirtilen her görüntünün altındaki doğrusal frekans. Sıfır ararken 927.653 için karşılık gelen nm. (d) RPLE spektrum aynı QD, PL yoğunluğu çapı 12 piksel merkezi etrafında dairesel bir alanda entegre ederek tahsil. (e) tarafsız QD ikinci dereceden korelasyon ölçüm içinde (a) düşük enerjili zirvesinde rezonans uyarma altında. En sağdaki çerçeveler içinde (a) ve (c) are uzak detuned uyarma görüntüleri yoğunluğu ile çarpılır 284 ve 23, sırasıyla, düşük lazer saçılma arka plan göstermek için. Renk ölçeği için Not (a) ve (c) farklı ama bireysel alt araziler arasında paylaşılan. Normalleştirilmiş RPLE yoğunluğu (b) ve (d) tasvir turuncu nokta ile gösterilen görüntüler (a) ve (b), karşılık gelen verileri mavi kareler belirtmek iken sırasıyla. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Figure 3
Şekil 3. Rezonans Floresans kavite modunda farklı dalga boylarında sekiz farklı noktalar üzerinden.
Rezonans dalga boyu her görüntünün üst kısmında gösterilir. Bu rakam daha büyük bir versiyonunu görüntülemek için buraya tıklayınız.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Discussion

İletişim kuralındaki kritik adımlar şunlardır: modu eşleştirme ve hizalama uyarma ışınının dalga kılavuzu moduna; ve doğru hizalaması ve koleksiyon optik odaklama. En zor adımları ilk hizalama parçalarıdır; zaten hizalanmış bir kurulum kaplin en iyi duruma getirme nispeten kolaydır. Çakışan toplama ve uyarma alanlarına örnek kamera görüntü olanağı basittir, ancak bu yetenek çok zor bir adımdır. Yüksek kaliteli görüntüleme için uygun Kohler aydınlatma önemlidir. Kohler aydınlatma konunun bu iletişim kuralı, kapsamı dışında ama mikroskobu iyi bilinen bir kavram olduğunu ve yayınlanan edebiyat34,35kapsamlı bir şekilde ele alınmıştır.

Objektifin odak uzaklık burada tipik ancak gerekli belirtilmiştir. Farklı Kriyostaz ve diğer faktörler optik düzenleme ek veya farklı gereksinimleri empoze. Böyle bir durumda modu-tam olarak aynı şekilde uyarma yolu ve koleksiyon yolundaki Kohler aydınlatma gereksinimlerini karşılamak için anahtarıdır tasarım sırasında objektif odak uzunlukları uygun seçimler. Lensler onların odak uzunlukları toplamı tarafından ayrılmışsa tatmin Kohler aydınlatma. Dalga kılavuzu içine uygun modu eşleştirme olarak yüksek ışın Eobjdiyafram doldurmanız gerekir anlamına gelir bir NA mümkün olduğunca gerektirir. Amaç cryostat kodu alanı içinde bulunduğundan sadece oda sıcaklığında hareketli olan bir ev yapımı kırlangıç demiryolu XYZ Dağı oturuyor. Bu yakın örnek pozisyon artar mekanik istikrar termal varyasyon objektif bağlar en aza indirirken büyük bir NA lens kullanımına izin verir. Bu durumda alanı kısıtlamaları nedeniyle asferik singlet lensler hedeflerdir. Daha fazla alan varsa, ticari çok objektif hedefleri yerine görüntü kalitesi, NA ve büyütme geliştirmek için kullanılabilir. Deneysel Kur confocal rezonans veya yakınındaki rezonans uyarma M3 dikroik ayna ile değiştirme ve bir uyarma ışını dikroik ve ışın bölücü NPBS yönetmenlik tarafından izin vermek için uzun olabilir.

Lazer arka plan çok güçlü ise, uyarma ışın zavallı kaplin dalga kılavuzu içine bir olası neden olur. Kaplin pürüzlülük, çizik veya hatalı işleme nedeniyle cleaved yüzündeki kirlilik azaltılabilir. İçin birleştiğinde yüz tarafından bir şey dokundu gerekir. Mümkün ama kirlenme cleaved yüz temizlemek zor, ancak pürüzlülük ve çizikler kalıcıdır. Yüzey kalitesi sorunu ise, farklı bir konuma cleaved yüzünde çalıştım ama taze bir alanınız gerekli olabilir. Güçlü lazer saçılma arka plan da örnek yüzeyinde toz saçılma uyarma ışık edilişi bölümünü neden olabilir. Başka bir olasılık görüş alanı yakın örnek ve kenarından ışık saçılma kenarına toplama yolu giriyor olmasıdır. Son olarak, lazer gücü çok yüksek olabilir. Genellikle, şekil 1' de gösterilen yeti ölçme aygıtı ölçü vasıl 0,5-10 µW aralığında uyarma lazer güç olur. Lazer saçılma kaynakları azaltmak bir yana, saçılma koleksiyon yolundaki bir yatay polarize ekleyerek filtre uygulanabilir. Ancak, QD görmek için kimin dipol an düşey yönde uyumlu değildir bir QD Floresans bu durumda gerektirir.

Uyarma polarizasyon için yalnızca tek bir seçenek sınırlıdır; Bu durumda bu dikey polarizasyon. Üç kısıtlamaları nedeniyle bu. İlk olarak, uyarma ışın yayma yönünü örnek uçak içinde olmak sınırlıdır. İkinci olarak, polarizasyon yayılma yönüne dik olmalıdır. Üçüncü olarak, QD dipol anlar örnek düzlemde yalan. İzin verirseniz, bu davada olduğu gibi yatay olarak uyarma ışın yayar, sonra tek QDs heyecanlandırmak polarizasyon dikey seçimdir. Buna ek olarak, algılama polarizasyon lazer saçılma bastırılması esas olarak doğumdan lazer dalga modu11içinde sağlanır çünkü üzerine yerleştirilen yok kısıtlamaları vardır. Bu uyarma düzeni kuantum nokta, tüm örnekleri için mümkün olmayabilir bir yapı için ışık gösterecek bir dalga kılavuzu gerektirir başka bir kısıtlamadır. Bu lazer saçılma bastırmak için çapraz polarize kullandığı karanlık-alan confocal uyarma tekniği1olarak karşılaştırın. Bu durumda, uyarma rasgele polarizasyon kullanabilirsiniz, ancak algılama polarizasyon dik olmalıdır.

Tek kuantum nokta rezonans uyarma altında mükemmel tek foton kaynaklar yüksek parlaklık, dar linewidth ve yüksek indistinguishability36olarak gösterilmiştir. Bu iletişim kuralı Kuantum bilgi ve doğrusal optik kuantum hesaplama gibi çeşitli uygulamalar için otomatik olarak birleştirilmiş QD sisteminin bu olağanüstü özelliklerini koşum için uygun bir yaklaşım sağlar. Ayrıca, fotonlar ile ya da başka bir foton dolaşmış ya da bir elektron spin koleksiyonu bir özelliktir bu yöntemin polarizasyon bakılmaksızın gerektirecektir.

Subscription Required. Please recommend JoVE to your librarian.

Disclosures

Yazarlar ifşa gerek yok.

Acknowledgments

Yazarlar Glenn S. Solomon örnek sağlamak için kabul etmek istiyorum. Bu eser Ulusal Bilim Vakfı (DMR-1452840) tarafından desteklenmiştir.

Materials

Name Company Catalog Number Comments
Tunable external cavity diode laser Toptica Photonics DL-Pro
Closed-cycle cryostat Montana Instruments Cryostation
Spectrometer, 750 mm focal length Princeton Instruments SpectraPro 2750
Thermoelectrically cooled charge-coupled device Princeton Instruments Pixis 100BR-eXcelon
HeNe laser JDSU 1125P
Infrared sensitive camera Sony NEX-5TL IR blocking filter removed
Power meter and detector Newport 1918-C, 918D-IR-OD3
Adjustable aspheric fiber collimator Thorlabs CFC-8X-A
Air-Spaced Doublet Collimator Thorlabs F810APC-842
Protected Silver Mirrors x 5 Thorlabs PF10-03-P01
Flip mounts x 2 Thorlabs FM90
Aspheric condenser lens, f = 20 mm; K1 Thorlabs ACL2520-B
Best form spherical lens, f = 50 mm; E2, L1, L2, K2 Thorlabs LBF254-050-B
Best form spherical lens, f = 100 mm; E1, L4, K3, K4 Thorlabs LBF254-100-B
Best form spherical lens, f = 200 mm; Lspec, Lcam Thorlabs LBF254-200-B
Plano-convex lens, f = 400 mm; L3 Thorlabs LA1172-B
Molded glass aspheric lens, f = 8 mm; Eobj Thorlabs C240TME-B
Precision asphere, f = 10 mm; Lobj Thorlabs AL1210-B
Longpass Filters, 800 nm, x2 Thorlabs FEL0800
Non-polarizing beam splitter cube (NPBS) Thorlabs BS029
Pellicle beam splitter Thorlabs BP108
Polarizer Thorlabs LPNIRE100-B
Light emitting diode, 940 nm Thorlabs M940D2

DOWNLOAD MATERIALS LIST

References

  1. Kuhlmann, A. V., et al. A dark-field microscope for background-free detection of resonance fluorescence from single semiconductor quantum dots operating in a set-and-forget mode. Rev. Sci. Instrum. 84 (7), 073905 (2013).
  2. Vamivakas, N. A., Zhao, Y., Lu, C. -Y., Atatüre, M. Spin-resolved quantum-dot resonance fluorescence. Nat. Phys. 5 (3), 198-202 (2009).
  3. Vamivakas, A. N., et al. Observation of spin-dependent quantum jumps via quantum dot resonance fluorescence. Nature. 467 (7313), 297-300 (2010).
  4. Houel, J., et al. Probing Single-Charge Fluctuations at a GaAs/AlAs Interface Using Laser Spectroscopy on a Nearby InGaAs Quantum Dot. Phys. Rev. Lett. 108 (10), 107401 (2012).
  5. Gao, W. B., Fallahi, P., Togan, E., Miguel-Sanchez, J., Imamoglu, A. Observation of entanglement between a quantum dot spin and a single photon. Nature. 491 (7424), 426-430 (2012).
  6. Muller, A., et al. Resonance Fluorescence from a Coherently Driven Semiconductor Quantum Dot in a Cavity. Phys. Rev. Lett. 99 (18), 187402 (2007).
  7. Flagg, E. B., et al. Resonantly driven coherent oscillations in a solid-state quantum emitter. Nat. Phys. 5 (3), 203-207 (2009).
  8. Konthasinghe, K., et al. Coherent versus incoherent light scattering from a quantum dot. Phys. Rev. B. 85 (23), 235315 (2012).
  9. Peiris, M., Konthasinghe, K., Yu, Y., Niu, Z. C., Muller, A. Bichromatic resonant light scattering from a quantum dot. Phys. Rev. B. 89 (15), 155305 (2014).
  10. Chen, D., Lander, G. R., Krowpman, K. S., Solomon, G. S., Flagg, E. B. Characterization of the local charge environment of a single quantum dot via resonance fluorescence. Phys. Rev. B. 93 (11), 115307 (2016).
  11. Chen, D., Lander, G. R., Solomon, G. S., Flagg, E. B. Polarization-Dependent Interference of Coherent Scattering from Orthogonal Dipole Moments of a Resonantly Excited Quantum Dot. Phys. Rev. Lett. 118 (3), 037401 (2017).
  12. Ge, R. -C., et al. Mollow quintuplets from coherently excited quantum dots. Opt. Lett. 38 (10), 1691 (2013).
  13. Proux, R., Maragkou, M., Baudin, E., Voisin, C., Roussignol, P., Diederichs, C. Measuring the Photon Coalescence Time Window in the Continuous-Wave Regime for Resonantly Driven Semiconductor Quantum Dots. Phys. Rev. Lett. 114 (6), 067401 (2015).
  14. Robertson, J., et al. Polarization-resolved resonant fluorescence of a single semiconductor quantum dot. Appl. Phys. Lett. 101 (25), 251118 (2012).
  15. De Greve, K., et al. Quantum-dot spin-photon entanglement via frequency downconversion to telecom wavelength. Nature. 491 (7424), 421-425 (2012).
  16. Schaibley, J. R., et al. Demonstration of Quantum Entanglement between a Single Electron Spin Confined to an InAs Quantum Dot and a Photon. Phys. Rev. Lett. 110 (16), 167401 (2013).
  17. Gerardot, B. D., et al. Dressed excitonic states and quantum interference in a three-level quantum dot ladder system. New J. Phys. 11 (1), 013028 (2009).
  18. Hargart, F., et al. Cavity-enhanced simultaneous dressing of quantum dot exciton and biexciton states. Phys. Rev. B. 93 (11), 115308 (2016).
  19. Jundt, G., Robledo, L., Högele, A., Falt, S., Imamoglu, A. Observation of dressed excitonic states in a single quantum dot. Arxiv preprint cond-mat/0711.4205v1. , Available from: http://arxiv.org/PS_cache/arxiv/pdf/0711/0711.4205v1.pdf (2007).
  20. Kim, H., Shen, T. C., Roy-Choudhury, K., Solomon, G. S., Waks, E. Resonant Interactions between a Mollow Triplet Sideband and a Strongly Coupled Cavity. Phys. Rev. Lett. 113 (2), 027403 (2014).
  21. Unsleber, S., et al. Observation of resonance fluorescence and the Mollow triplet from a coherently driven site-controlled quantum dot. Optica. 2 (12), 1072 (2015).
  22. Xu, X., et al. Coherent Optical Spectroscopy of a Strongly Driven Quantum Dot. Science. 317 (5840), 929-932 (2007).
  23. Muller, A., Fang, W., Lawall, J., Solomon, G. S. Emission Spectrum of a Dressed Exciton-Biexciton Complex in a Semiconductor Quantum Dot. Phys. Rev. Lett. 101 (2), 027401 (2008).
  24. Roy-Choudhury, K., Hughes, S. Quantum theory of the emission spectrum from quantum dots coupled to structured photonic reservoirs and acoustic phonons. Phys. Rev. B. 92 (20), 205406 (2015).
  25. Ulhaq, A., Weiler, S., Ulrich, S. M., Roßbach, R., Jetter, M., Michler, P. Cascaded single-photon emission from the Mollow triplet sidebands of a quantum dot. Nat. Photonics. 6 (4), 238-242 (2012).
  26. Ulrich, S. M., et al. Dephasing of Triplet-Sideband Optical Emission of a Resonantly Driven InAs/GaAs Quantum Dot inside a Microcavity. Phys. Rev. Lett. 106 (24), 247402 (2011).
  27. Atature, M., Dreiser, J., Badolato, A., Hogele, A., Karrai, K., Imamoglu, A. Quantum-dot spin-state preparation with near-unity fidelity. Science. 312 (5773), 551-553 (2006).
  28. Kroner, M., et al. Resonant two-color high-resolution spectroscopy of a negatively charged exciton in a self-assembled quantum dot. Phys. Rev. B. 78 (7), 075429 (2008).
  29. Press, D., Ladd, T. D., Zhang, B., Yamamoto, Y. Complete quantum control of a single quantum dot spin using ultrafast optical pulses. Nature. 456 (7219), 218-221 (2008).
  30. Sun, S., Waks, E. Single-shot optical readout of a quantum bit using cavity quantum electrodynamics. Physical Review A. 94 (1), 012307 (2016).
  31. Metcalfe, M., Solomon, G. S., Lawall, J. Heterodyne measurement of resonant elastic scattering from epitaxial quantum dots. Appl. Phys. Lett. 102 (23), 231114 (2013).
  32. Nguyen, H. S., et al. Optically Gated Resonant Emission of Single Quantum Dots. Phys. Rev. Lett. 108 (5), 057401 (2012).
  33. Benisty, H., De Neve, H., Weisbuch, C. Impact of planar microcavity effects on light extraction-Part I: basic concepts and analytical trends. IEEE J. Quantum Elect. 34 (9), 1612-1631 (1998).
  34. Köhler, A. Ein neues Beleuchtungsverfahren für mikrophotographische Zwecke. Zeitschrift für wissenschaftliche Mikroskopie und für Mikroskopische Technik. 10 (4), 433-440 (1893).
  35. Köhler, A. New method of illumination for photomicrographical purposes. Journal Royal Microscopical Society (Great Britain). 14, 261-262 (1894).
  36. He, Y. -M., et al. On-demand semiconductor single-photon source with near-unity indistinguishability. Nat. Nanotechnol. 8 (3), 213-217 (2013).

Tags

Mühendisliği sayı: 128 kuantum nokta Floresan rezonans Floresan microcavity
Rezonans Floresans ortogonal uyarma ve algılama kullanarak düzlemsel boşluğunda bir InGaAs kuantum nokta
Play Video
PDF DOI DOWNLOAD MATERIALS LIST

Cite this Article

Chen, D., Lander, G. R., Flagg, E.More

Chen, D., Lander, G. R., Flagg, E. B. Resonance Fluorescence of an InGaAs Quantum Dot in a Planar Cavity Using Orthogonal Excitation and Detection. J. Vis. Exp. (128), e56435, doi:10.3791/56435 (2017).

Less
Copy Citation Download Citation Reprints and Permissions
View Video

Get cutting-edge science videos from JoVE sent straight to your inbox every month.

Waiting X
Simple Hit Counter