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

Özet

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.

Özet

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.

Giriş

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 ayrımcılık^{1,2,3,4 ,5}ve ortogonal uyarma-algılama uzamsal mod ayrımcılık^6,7,

Protokol

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....

Sonuçlar

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.

Tartışma

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 dışınd.......

Malzemeler

Bu makalede kullanılan malzemelerin listesi

Ad	Şirket	Katalog numarası	Yorumlar
Ayarlanabilir dış boşluklu diyot lazer	Toptica Photonics	DL-Pro
Kapalı çevrim kriyostat	Montana Instruments	Cryostation
Spektrometresi, 750 mm odak uzaklığı	Princeton Instruments	SpectraPro 2750
Termoelektrik soğutmalı şarj bağlantılı cihaz	Princeton Instruments	Pixis 100BR-eXcelon
HeNe lazer	JDSU	1125P
Kızılötesi duyarlı kamera	Sony	NEX-5TL	IR engelleme filtresi çıkarıldı
Güç ölçer ve dedektör	Newport	1918-C, 918D-IR-OD3
Ayarlanabilir asferik fiber kolimatör	Thorlabs	CFC-8X-A
Hava Boşluklu İkili Kolimatör	Thorlabs	F810APC-842
Korumalı Gümüş Aynalar x 5	Thorlabs	PF10-03-P01
Çevirmeli bağlantılar x 2	Thorlabs	FM90
Asferik kondansatör lens, f = 20 mm; K1	Thorlabs	ACL2520-B
En iyi biçimli küresel lens, f = 50 mm; E2, L1, L2, K2	Thorlabs	LBF254-050-B
En iyi biçim küresel lens, f = 100 mm; E1, L4, K3, K4	Thorlabs	LBF254-100-B
En iyi biçim küresel lens, f = 200 mm; Lspec, Lcam	Thorlabs	LBF254-200-B
Plano-dışbükey lens, f = 400 mm; L3	Thorlabs	LA1172-B
Kalıplanmış cam asferik lens, f = 8 mm; Eobj	Thorlabs	C240TME-B
Hassas asfer, f = 10 mm; Lobj	Thorlabs	AL1210-B
Uzun Geçiren Filtreler, 800 nm, x2	Thorlabs	FEL0800
Polarize olmayan ışın ayırıcı küp (NPBS)	Thorlabs	BS029
Pelikül ışın ayırıcı	Thorlabs	BP108
Polarizör	Thorlabs	LPNIRE100-B
Işık yayan diyot, 940 nm	Thorlabs	M940D2