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

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 <ol><li>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.</li>
	<li>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.</li>
	<li>Cleaved yüz ve örnek yüzey optik cryostat windows ulaşılabilir cryostat bakır plaka bağlarsınız.</li>
</ol> 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.
<ol><li>Kaba uyarma lazer ışını örnek cleaved yüze hizalamasını.
	<ol><li>Fiber optik girişli FC0 özgürlük derece kullanın ve M0 uyarma lensler yüklenmeden önce uyarma ışın cleaved yüz örnek üzerine doğrudan ayna.</li>
		<li>Uyarma ışını yatay olarak her ikisi görme duyusuyla ilgili tablo ile ilgili ve uçak örnek ile ilgili olarak seviye.</li>
	</ol></li> <li>Yükleme uyarma amacın E obj <ol><li>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.</li>
		<li>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.</li>
		<li>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.</li>
		<li>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.</li>
		<li>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.</li>
		<li>Slayt E bulun obj saçaklar görünür sayısını en aza indirir bir pozisyonda Eobj.</li>
	</ol></li> <li>Hizalama teleskop lenslerin E1 ve E2 <ol><li>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. =</li> <li>IR Görüntüleyici ile kağıda siluet ve kırınım deseni gözlemlemek. Parlak lazer aydınlatma nokta ortasındaki siluet ortalamak için E1 yüksekliğini ayarlayın.</li>
		<li>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.</li> <li>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.</li>
	</ol></li></ol> 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.
<ol><li>Uyum yukarıdaki band-gap (Helene) uyarma yol ve yüklenmesi kamerayı: <ol><li>bir yukarıdaki band-gap lazer ışını (Helene) tekli mod fiber çift.</li>
		<li>Çıkış kiriş üzerine örnek üzerinden bir ayna M3 lif Kolimatör FC1 üzerinden doğrudan.</li>
		Örnek 1 mm cleaved kenar uzak <li>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.</li>
		<li>Tilt FC1 ve M3 dikey olarak optik masa ve tutmak o yönetti Helene ışın örneği'seviye.</li>
		<li>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.</li>
		<li>Sigara polarize kiriş kırık küp (90:10), NPBS, Helene yolun yerleştirin. Olay Helene ışın küpte Merkezi.</li>
		<li>Işın bölücü çıkış koleksiyon yolu, bir yansıma örnekten gelen ve küp içinde iç yansıma birinden adlı iki kiriş bulun.</li>
		Öyle ki iki kiriş çıkışında kolayca ayrılabilen <li>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.</li>
		<li>Düzeyi ile ilgili optik sekmesini küpKüp içinde iç yansıma için karşılık gelen Helene ışın sağlayarak le mı gelen ışını olarak aynı yükseklikte.</li>
		<li>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.</li>
		<li>Kamera ile PL gözlem örnekten sağlayan set up bir 800 nm uzun geçiren Filtre, F1, ışık, Helene filtre uygulamak için L cam önünde.</li>
	</ol></li> <li>Yükleme ve objektif konumunu optimizasyonu L obj <ol><li>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.</li>
		<li>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.</li>
		<li>100 mm. olmak iki lens arasındaki uzaklık ayarla ayarla L2 mikrometre ayarlayarak Dağı ortasındaki.</li>
		<li>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.</li>
		<li>Işığı ve film tabakası şekil 1 ' de gösterildiği gibi toplama yolu ekleyin. Arasındaki mesafeyi ayarlamak K4 ve L2 onların odak uzunlukları toplamı için lens.</li>
		<li>Işığı açı ayarlayarak L2 aydınlatma ışını Merkezi.</li>
		<li>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.</li>
		<li>Sadece ışığı ışık kullanarak bulmak bir yüzey hatası veya toz örnek üzerinde kameraya bakarak. L2 yanal hareket ettirerek gerektiği gibi örnek diğer bölümlerini arama.</li>
		<li>L obj ın/out kusur veya toz kenarına keskin yapmak için optik eksen boyunca hafifçe dokunun.</li>
		<li>Shift L2 geri objektif yuvasının ortasına doğru.</li>
		<li>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.</li>
		<li>Shift L2 yatay olarak örnek cleaved kenarına kadar kameranın aydınlatma altında gösterilir.</li>
		<li>Dikey olarak parlak lazer nokta örnek cleaved yüze rezonans uyarma ışın saçılma neden olur örnek cleaved kenarında aramak için yavaş yavaş shift L obj.</li>
		<li>Örnek için cleaved kenarında spot parlak lazer Helene uyarma tarafından neden PL nokta seviye.</li>
	</ol></li> <li>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.
	<ol><li>Kaldır L1 ve L2. Işın sağlanması sırasında L obj uyarma ışını örnek normal yüzey yönünü merkezidir.</li>
		<li>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.</li>
		<li>Yeniden konumlandırmak L cam böyle yansıyan Helene ortalandığına ışınlayın. Böyle Helene PL (kullanım uzun geçiren Filtre) heyecanlı resmin üzerine merkezli kamera yeniden konumlandırmak.</li>
		<li>Işığı ve L2 ve Helene uyarma tarafından neden PL spot ışık aydınlatma ortalamak için film tabakası açısını ayarlamak.</li>
	</ol></li> <li>Aynalar M1 ve M2 hizalamasını. 
	Not: geriye doğru spektrometresinde yönettiği bir lazer hizalama kolaylaştıracaktır.
	<ol><li>Monitör Helene heyecanlı PL kameraya örnekten. PL film tabakası ve M1 arasında bir iris (Iris A) merkezi.</li>
		<li>Merkezi L spec ters kiriş üzerindeki lens ve bir odak uzaklığı f spec Spektrometre giriş yarık uzağa yerleştirin.</li>
		<li>Ters ışını Spektrometre örnek için iki aynalar, M1 ve M2 kapalı yansıtarak göndermek.</li>
		<li>M2 ve ben spec ve merkezi arasında başka bir iris (Iris B) kurmak bu ters yolunda.</li>
		<li>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.</li>
		<li>Sıfır-sipariş kırınım Oda ışık izleyerek Spektrometre CCD üzerinde giriş slit (30 mikron genişlik) ortasına bulun.</li>
		<li>Spektrometre giriş yarık açın. Bir 800 nm uzun geçiş filtresi kullanarak, Helene uyarma altında örnekten PL CCD üzerinde görülebilmektedir.</li>
		<li>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</li>
		<li>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.</li>
	</ol></li></ol> 4. Üst üste PL koleksiyonu yolun rezonans uyarma yol ile ilgili olarak <ol><li>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).</li>
	<li>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.</li>
	<li>Yan uyarma dalga boyu ıslatma katmanla rezonans olmak ayarlayın. Örnek fotoğraf makinesinde cleaved kenarında bir parlak saçılma nokta bulun.</li>
	<li>Gözlemlemek bir &#34; çizgi deseni &#34; photoluminescence E1 yanal konumunu ayarlayarak kamera ile. E1 yanal ilerletmeniz çizgi yoğunluğunu en üst düzeye çıkarmak. 
	Not: &#34; çizgi &#34; uyarma ışın örnek dalga kılavuzu birleştirilmiştir ima ıslatma katman emisyon mı.</li>
	<li>Dikey çizgi Helene uyarma tarafından neden PL nokta ile üst üste taşımak için ayarlamak E1.</li>
	<li>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.</li>
	Yoğunluğu artmış, <li>E2 ayarlama aynı yönde işlemini yineleyin. Yoğunluğu azaldı E2 düzeltilmesi tersine. E1 ve E2 için optimum konumlarını bulmak için bu yordamı yineleyin.</li>
</ol> 5. Tek bir kuantum nokta rezonans uyarma 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).
<ol><li>Hedef yöntemi (1) - uyarma: <ol><li>ayarla emisyon dalga boyu altında QD Ensemble grubu-gap uyarma yukarıda birinci dereceden kırınım Merkezi izlemek için Spektrometre. Spektrometre giriş yarık açın.</li>
		Parlak bir arka plan ıslatma katman durumlarını sürekli kuyruğunun uyarma nedeniyle görünene kadar <li>bantlı yukarıda uyarma güç ayarlayın. Giriş için 30 mikron yarık kapatın.</li>
		Yanal uygun bir QD - Örneğin, parlak bir görüntü bulmak için shift L2 <li>. Dalga boyu QD λ Spektrometre tarafından ölçülen QD rekor.</li>
		<li>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.</li>
		<li>En üst düzeye çıkarmak QD &#39; 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.</li>
		<li>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.</li>
	</ol></li> <li>Yöntem (2) - spektral arama: <ol><li>emisyon dalga boyu QD Ensemble birinci dereceden kırınım Merkezi izlemek için Spektrometre ayarla. Spektrometre giriş yarık açın.</li>
		<li>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.</li>
		<li>PL şiddeti ince tarafından uyarma lazer dalga boyu en üst düzeye çıkarmak.</li>
		<li>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.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>

<ol>
	<li>Kuhlmann, A. V., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=A+dark-field+microscope+for+background-free+detection+of+resonance+fluorescence+from+single+semiconductor+quantum+dots+operating+in+a+set-and-forget+mode.">A dark-field microscope for background-free detection of resonance fluorescence from single semiconductor quantum dots operating in a set-and-forget mode.</a> Rev. Sci. Instrum. 84 (7), 073905 (2013).</li><li>Vamivakas, N. A., Zhao, Y., Lu, C. -. Y., Atat&#252;re, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Spin-resolved+quantum-dot+resonance+fluorescence.">Spin-resolved quantum-dot resonance fluorescence.</a> Nat. Phys. 5 (3), 198-202 (2009).</li><li>Vamivakas, A. N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observation+of+spin-dependent+quantum+jumps+via+quantum+dot+resonance+fluorescence.">Observation of spin-dependent quantum jumps via quantum dot resonance fluorescence.</a> Nature. 467 (7313), 297-300 (2010).</li><li>Houel, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Probing+Single-Charge+Fluctuations+at+a+GaAs/AlAs+Interface+Using+Laser+Spectroscopy+on+a+Nearby+InGaAs+Quantum+Dot.">Probing Single-Charge Fluctuations at a GaAs/AlAs Interface Using Laser Spectroscopy on a Nearby InGaAs Quantum Dot.</a> Phys. Rev. Lett. 108 (10), 107401 (2012).</li><li>Gao, W. B., Fallahi, P., Togan, E., Miguel-Sanchez, J., Imamoglu, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observation+of+entanglement+between+a+quantum+dot+spin+and+a+single+photon.">Observation of entanglement between a quantum dot spin and a single photon.</a> Nature. 491 (7424), 426-430 (2012).</li><li>Muller, A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resonance+Fluorescence+from+a+Coherently+Driven+Semiconductor+Quantum+Dot+in+a+Cavity.">Resonance Fluorescence from a Coherently Driven Semiconductor Quantum Dot in a Cavity.</a> Phys. Rev. Lett. 99 (18), 187402 (2007).</li><li>Flagg, E. B., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resonantly+driven+coherent+oscillations+in+a+solid-state+quantum+emitter.">Resonantly driven coherent oscillations in a solid-state quantum emitter.</a> Nat. Phys. 5 (3), 203-207 (2009).</li><li>Konthasinghe, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coherent+versus+incoherent+light+scattering+from+a+quantum+dot.">Coherent versus incoherent light scattering from a quantum dot.</a> Phys. Rev. B. 85 (23), 235315 (2012).</li><li>Peiris, M., Konthasinghe, K., Yu, Y., Niu, Z. C., Muller, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Bichromatic+resonant+light+scattering+from+a+quantum+dot.">Bichromatic resonant light scattering from a quantum dot.</a> Phys. Rev. B. 89 (15), 155305 (2014).</li><li>Chen, D., Lander, G. R., Krowpman, K. S., Solomon, G. S., Flagg, E. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Characterization+of+the+local+charge+environment+of+a+single+quantum+dot+via+resonance+fluorescence.">Characterization of the local charge environment of a single quantum dot via resonance fluorescence.</a> Phys. Rev. B. 93 (11), 115307 (2016).</li><li>Chen, D., Lander, G. R., Solomon, G. S., Flagg, E. B. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polarization-Dependent+Interference+of+Coherent+Scattering+from+Orthogonal+Dipole+Moments+of+a+Resonantly+Excited+Quantum+Dot.">Polarization-Dependent Interference of Coherent Scattering from Orthogonal Dipole Moments of a Resonantly Excited Quantum Dot.</a> Phys. Rev. Lett. 118 (3), 037401 (2017).</li><li>Ge, R. -. C., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Mollow+quintuplets+from+coherently+excited+quantum+dots.">Mollow quintuplets from coherently excited quantum dots.</a> Opt. Lett. 38 (10), 1691 (2013).</li><li>Proux, R., Maragkou, M., Baudin, E., Voisin, C., Roussignol, P., Diederichs, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Measuring+the+Photon+Coalescence+Time+Window+in+the+Continuous-Wave+Regime+for+Resonantly+Driven+Semiconductor+Quantum+Dots.">Measuring the Photon Coalescence Time Window in the Continuous-Wave Regime for Resonantly Driven Semiconductor Quantum Dots.</a> Phys. Rev. Lett. 114 (6), 067401 (2015).</li><li>Robertson, J., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Polarization-resolved+resonant+fluorescence+of+a+single+semiconductor+quantum+dot.">Polarization-resolved resonant fluorescence of a single semiconductor quantum dot.</a> Appl. Phys. Lett. 101 (25), 251118 (2012).</li><li>De Greve, K., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantum-dot+spin-photon+entanglement+via+frequency+downconversion+to+telecom+wavelength.">Quantum-dot spin-photon entanglement via frequency downconversion to telecom wavelength.</a> Nature. 491 (7424), 421-425 (2012).</li><li>Schaibley, J. R., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Demonstration+of+Quantum+Entanglement+between+a+Single+Electron+Spin+Confined+to+an+InAs+Quantum+Dot+and+a+Photon.">Demonstration of Quantum Entanglement between a Single Electron Spin Confined to an InAs Quantum Dot and a Photon.</a> Phys. Rev. Lett. 110 (16), 167401 (2013).</li><li>Gerardot, B. D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dressed+excitonic+states+and+quantum+interference+in+a+three-level+quantum+dot+ladder+system.">Dressed excitonic states and quantum interference in a three-level quantum dot ladder system.</a> New J. Phys. 11 (1), 013028 (2009).</li><li>Hargart, F., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cavity-enhanced+simultaneous+dressing+of+quantum+dot+exciton+and+biexciton+states.">Cavity-enhanced simultaneous dressing of quantum dot exciton and biexciton states.</a> Phys. Rev. B. 93 (11), 115308 (2016).</li><li>Kim, H., Shen, T. C., Roy-Choudhury, K., Solomon, G. S., Waks, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resonant+Interactions+between+a+Mollow+Triplet+Sideband+and+a+Strongly+Coupled+Cavity.">Resonant Interactions between a Mollow Triplet Sideband and a Strongly Coupled Cavity.</a> Phys. Rev. Lett. 113 (2), 027403 (2014).</li><li>Unsleber, S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Observation+of+resonance+fluorescence+and+the+Mollow+triplet+from+a+coherently+driven+site-controlled+quantum+dot.">Observation of resonance fluorescence and the Mollow triplet from a coherently driven site-controlled quantum dot.</a> Optica. 2 (12), 1072 (2015).</li><li>Xu, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Coherent+Optical+Spectroscopy+of+a+Strongly+Driven+Quantum+Dot.">Coherent Optical Spectroscopy of a Strongly Driven Quantum Dot.</a> Science. 317 (5840), 929-932 (2007).</li><li>Muller, A., Fang, W., Lawall, J., Solomon, G. S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Emission+Spectrum+of+a+Dressed+Exciton-Biexciton+Complex+in+a+Semiconductor+Quantum+Dot.">Emission Spectrum of a Dressed Exciton-Biexciton Complex in a Semiconductor Quantum Dot.</a> Phys. Rev. Lett. 101 (2), 027401 (2008).</li><li>Roy-Choudhury, K., Hughes, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantum+theory+of+the+emission+spectrum+from+quantum+dots+coupled+to+structured+photonic+reservoirs+and+acoustic+phonons.">Quantum theory of the emission spectrum from quantum dots coupled to structured photonic reservoirs and acoustic phonons.</a> Phys. Rev. B. 92 (20), 205406 (2015).</li><li>Ulhaq, A., Weiler, S., Ulrich, S. M., Ro&#223;bach, R., Jetter, M., Michler, P. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Cascaded+single-photon+emission+from+the+Mollow+triplet+sidebands+of+a+quantum+dot.">Cascaded single-photon emission from the Mollow triplet sidebands of a quantum dot.</a> Nat. Photonics. 6 (4), 238-242 (2012).</li><li>Ulrich, S. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Dephasing+of+Triplet-Sideband+Optical+Emission+of+a+Resonantly+Driven+InAs/GaAs+Quantum+Dot+inside+a+Microcavity.">Dephasing of Triplet-Sideband Optical Emission of a Resonantly Driven InAs/GaAs Quantum Dot inside a Microcavity.</a> Phys. Rev. Lett. 106 (24), 247402 (2011).</li><li>Atature, M., Dreiser, J., Badolato, A., Hogele, A., Karrai, K., Imamoglu, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Quantum-dot+spin-state+preparation+with+near-unity+fidelity.">Quantum-dot spin-state preparation with near-unity fidelity.</a> Science. 312 (5773), 551-553 (2006).</li><li>Kroner, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Resonant+two-color+high-resolution+spectroscopy+of+a+negatively+charged+exciton+in+a+self-assembled+quantum+dot.">Resonant two-color high-resolution spectroscopy of a negatively charged exciton in a self-assembled quantum dot.</a> Phys. Rev. B. 78 (7), 075429 (2008).</li><li>Press, D., Ladd, T. D., Zhang, B., Yamamoto, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Complete+quantum+control+of+a+single+quantum+dot+spin+using+ultrafast+optical+pulses.">Complete quantum control of a single quantum dot spin using ultrafast optical pulses.</a> Nature. 456 (7219), 218-221 (2008).</li><li>Sun, S., Waks, E. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Single-shot+optical+readout+of+a+quantum+bit+using+cavity+quantum+electrodynamics.">Single-shot optical readout of a quantum bit using cavity quantum electrodynamics.</a> Physical Review A. 94 (1), 012307 (2016).</li><li>Metcalfe, M., Solomon, G. S., Lawall, J. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Heterodyne+measurement+of+resonant+elastic+scattering+from+epitaxial+quantum+dots.">Heterodyne measurement of resonant elastic scattering from epitaxial quantum dots.</a> Appl. Phys. Lett. 102 (23), 231114 (2013).</li><li>Nguyen, H. S., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Optically+Gated+Resonant+Emission+of+Single+Quantum+Dots.">Optically Gated Resonant Emission of Single Quantum Dots.</a> Phys. Rev. Lett. 108 (5), 057401 (2012).</li><li>Benisty, H., De Neve, H., Weisbuch, C. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Impact+of+planar+microcavity+effects+on+light+extraction-Part+I:+basic+concepts+and+analytical+trends.">Impact of planar microcavity effects on light extraction-Part I: basic concepts and analytical trends.</a> IEEE J. Quantum Elect. 34 (9), 1612-1631 (1998).</li><li>K&#246;hler, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=Ein+neues+Beleuchtungsverfahren+f&#252;r+mikrophotographische+Zwecke.">Ein neues Beleuchtungsverfahren f&#252;r mikrophotographische Zwecke.</a> Zeitschrift f&#252;r wissenschaftliche Mikroskopie und f&#252;r Mikroskopische Technik. 10 (4), 433-440 (1893).</li><li>K&#246;hler, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=New+method+of+illumination+for+photomicrographical+purposes.">New method of illumination for photomicrographical purposes.</a> Journal Royal Microscopical Society (Great Britain). 14, 261-262 (1894).</li><li>He, Y. -. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/entrez/query.fcgi?db=PubMed&cmd=Search&doptcmdl=Citation&defaultField=Title+Word&term=On-demand+semiconductor+single-photon+source+with+near-unity+indistinguishability.">On-demand semiconductor single-photon source with near-unity indistinguishability.</a> Nat. Nanotechnol. 8 (3), 213-217 (2013).</li></ol>

Yazarlar ifşa gerek yok.

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 aydınlat...

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.

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

resonance fluorescence of an ingaas quantum dot in a planar cavity using orthogonal excitation and detection

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.

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....

Watch this Scientific Journal Video about Resonance Fluorescence of an InGaAs Quantum Dot in a Planar Cavity Using Orthogonal Excitation and Detection at JoVE.com

Resonance Fluorescence of an InGaAs Quantum Dot in a Planar Cavity Using Orthogonal Excitation and Detection

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.

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

The ability to perform simultaneous resonant excitation and fluorescence detection is important for quantum optical measurements of quantum dots (QDs). ...

resonance-fluorescence-an-ingaas-quantum-dot-planar-cavity-using

Research

JoVE Journal

Engineering

9.1K Görüntüleme.  West Virginia University. 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.

Video: Resonance Fluorescence of an InGaAs Quantum Dot in a Planar Cavity Using Orthogonal Excitation and Detection

Rejection of Fluorescence Background in Resonance and Spontaneous Raman Microspectroscopy

Raman spectroscopy is often plagued by a strong fluorescent background, particularly for biological samples. If a sample is excited with a train of ultrafast pulses, a system that can temporally separate spectrally overlapping signals on a picosecond timescale can isolate promptly arriving Raman scattered light from late-arriving fluorescence light. Here we discuss the construction and operation of a complex nonlinear optical system that uses all-optical switching in the form of a low-power optical Kerr gate to isolate Raman and fluorescence signals. A single 808 nm laser with 2.4 W of average power and 80 MHz repetition rate is split, with approximately 200 mW of 808 nm light being converted to &lt; 5 mW of 404 nm light sent to the sample to excite Raman scattering. The remaining unconverted 808 nm light is then sent to a nonlinear medium where it acts as the pump for the all-optical shutter. The shutter opens and closes in 800 fs with a peak efficiency of approximately 5%. Using this system we are able to successfully separate Raman and fluorescence signals at an 80 MHz repetition rate using pulse energies and average powers that remain biologically safe. Because the system has no spare capacity in terms of optical power, we detail several design and alignment considerations that aid in maximizing the throughput of the system. We also discuss our protocol for obtaining the spatial and temporal overlap of the signal and pump beams within the Kerr medium, as well as a detailed protocol for spectral acquisition. Finally, we report a few representative results of Raman spectra obtained in the presence of strong fluorescence using our time-gating system.

We discuss the construction and operation of a complex nonlinear optical
system that uses ultrafast all-optical switching to isolate Raman from fluorescence
signals. Using this system we are able to successfully separate Raman and fluorescence
signals utilizing pulse energies and average powers that remain biologically safe.

Rezonans ve spontan Raman Microspectroscopy Floresan Arkaplan reddi

Raman spectroscopy is often plagued by a strong fluorescent background, particularly for biological samples. If a sample is excited with a train of ...

Biyomühendislik

Synthesis and Operation of Fluorescent-core Microcavities for Refractometric Sensing

This paper discusses fluorescent core microcavity-based sensors that can operate in a microfluidic analysis setup. These structures are based on the formation of a fluorescent quantum-dot (QD) coating on the channel surface of a conventional microcapillary. Silicon QDs are especially attractive for this application, owing in part to their negligible toxicity compared to the II-VI and II-VI compound QDs, which are legislatively controlled substances in many countries. While the ensemble emission spectrum is broad and featureless, an Si-QD film on the channel wall of a capillary features a set of sharp, narrow peaks in the fluorescence spectrum, corresponding to the electromagnetic resonances for light trapped within the film. The peak wavelength of these resonances is sensitive to the external medium, thus permitting the device to function as a refractometric sensor in which the QDs never come into physical contact with the analyte. The experimental methods associated with the fabrication of the fluorescent-core microcapillaries are discussed in detail, as well as the analysis methods. Finally, a comparison is made between these structures and the more widely investigated liquid-core optical ring resonators, in terms of microfluidic sensing capabilities.

Fluorescent-core microcavity sensors employ a high-index quantum-dot coating in the channel of silica microcapillaries. Changes in the refractive index of fluids pumped into the capillary channel cause shifts in the microcavity fluorescence spectrum that can be used to analyze the channel medium.

Refraktometrik Algılama Floresan çekirdekli mikro kavitasyonlar sentezi ve İşletilmesi

This paper discusses  fluorescent core microcavity-based sensors that can operate in a microfluidic  analysis setup. These structures are based on the ...

Mühendislik

Measurement of Coherence Decay in GaMnAs Using Femtosecond Four-wave Mixing

The application of femtosecond four-wave mixing to the study of fundamental properties of diluted magnetic semiconductors ((s,p)-d hybridization, spin-flip scattering) is described, using experiments on GaMnAs as a prototype III-Mn-V system.&#160; Spectrally-resolved and time-resolved experimental configurations are described, including the use of zero-background autocorrelation techniques for pulse optimization.&#160; The etching process used to prepare GaMnAs samples for four-wave mixing experiments is also highlighted.&#160; The high temporal resolution of this technique, afforded by the use of short (20 fsec) optical pulses, permits the rapid spin-flip scattering process in this system to be studied directly in the time domain, providing new insight into the strong exchange coupling responsible for carrier-mediated ferromagnetism.&#160; We also show that spectral resolution of the four-wave mixing signal allows one to extract clear signatures of (s,p)-d hybridization in this system, unlike linear spectroscopy techniques.&#160;&#160; This increased sensitivity is due to the nonlinearity of the technique, which suppresses defect-related contributions to the optical response. This method may be used to measure the time scale for coherence decay (tied to the fastest scattering processes) in a wide variety of semiconductor systems of interest for next generation electronics and optoelectronics.

The technique of femtosecond four-wave mixing is described, including spectrally-resolved and time-resolved configurations. We illustrate the utility of this technique for the investigation of crucial physical properties in the III-V diluted magnetic semiconductors, afforded by its nonlinearity and high temporal resolution.

The application of femtosecond four-wave mixing to the study of fundamental properties of diluted magnetic semiconductors ((s,p)-d hybridization, ...

Implementation of a Reference Interferometer for Nanodetection

A thermally and mechanically stabilized fiber interferometer suited for examining ultra-high quality factor microcavities is fashioned. After assessing its free spectral range (FSR), the module is put in parallel with a fiber taper-microcavity system and then calibrated through isolating and eliminating random shifts in the laser frequency (i.e. laser jitter noise). To realize the taper-microcavity junction and to maximize the optical power that is transferred to the resonator, a single-mode optical fiber waveguide is pulled. Solutions containing polystyrene nanobeads are then prepared and flown to the microcavity in order to demonstrate the system&#8217;s ability to sense binding to the surface of the microcavity. Data is post-processed via adaptive curve fitting, which allows for high-resolution measurements of the quality factor as well as the plotting of time-dependent parameters, such as resonant wavelength and split frequency shifts. By carefully inspecting steps in the time-domain response and shifting in the frequency-domain response, this instrument can quantify discrete binding events.

A reference interferometer technique, which is designed to remove undesirable laser jitter noise for nanodetection, is utilized for probing an ultra-high quality factor microcavity. Instructions for assembly, setup, and data acquisition are provided, alongside the measurement process for specifying the cavity quality factor.

Nanodetection için bir referans Interferometer Uygulanması

A thermally and mechanically stabilized fiber interferometer suited for examining ultra-high quality factor microcavities is fashioned. After assessing ...

Quantum State Engineering of Light with Continuous-wave Optical Parametric Oscillators

Engineering non-classical states of the electromagnetic field is a central quest for quantum optics1,2. Beyond their fundamental significance, such states are indeed the resources for implementing various protocols, ranging from enhanced metrology to quantum communication and computing. A variety of devices can be used to generate non-classical states, such as single emitters, light-matter interfaces or non-linear systems3. We focus here on the use of a continuous-wave optical parametric oscillator3,4. This system is based on a non-linear &#967;2 crystal inserted inside an optical cavity and it is now well-known as a very efficient source of non-classical light, such as single-mode or two-mode squeezed vacuum depending on the crystal phase matching. 
Squeezed vacuum is a Gaussian state as its quadrature distributions follow a Gaussian statistics. However, it has been shown that number of protocols require non-Gaussian states5. Generating directly such states is a difficult task and would require strong &#967;3 non-linearities. Another procedure, probabilistic but heralded, consists in using a measurement-induced non-linearity via a conditional preparation technique operated on Gaussian states. Here, we detail this generation protocol for two non-Gaussian states, the single-photon state and a superposition of coherent states, using two differently phase-matched parametric oscillators as primary resources. This technique enables achievement of a high fidelity with the targeted state and generation of the state in a well-controlled spatiotemporal mode.

We describe the reliable generation of non-Gaussian states of traveling optical fields, including single-photon states and coherent state superpositions, using a conditional preparation method operated on the non-classical light emitted by optical parametric oscillators. Type-I and type-II phase-matched oscillators are considered and common procedures, such as the required frequency filtering or the high-efficiency quantum state characterization by homodyning, are detailed.

Sürekli dalga Optik Parametrik Osilatörler ile Işığın kuantum Devlet Mühendislik

Engineering non-classical states of the electromagnetic field is a central quest for quantum optics1,2. Beyond their fundamental significance, such states ...

Resonance Raman Spectroscopy of Extreme Nanowires and Other 1D Systems

This paper briefly describes how nanowires with diameters corresponding to 1 to 5 atoms can be produced by melting a range of inorganic solids in the presence of carbon nanotubes. These nanowires are extreme in the sense that they are the limit of miniaturization of nanowires and their behavior is not always a simple extrapolation of the behavior of larger nanowires as their diameter decreases. The paper then describes the methods required to obtain Raman spectra from extreme nanowires and the fact that due to the van Hove singularities that 1D systems exhibit in their optical density of states, that determining the correct choice of photon excitation energy is critical. It describes the techniques required to determine the photon energy dependence of the resonances observed in Raman spectroscopy of 1D systems and in particular how to obtain measurements of Raman cross-sections with better than 8% noise and measure the variation in the resonance as a function of sample temperature. The paper describes the importance of ensuring that the Raman scattering is linearly proportional to the intensity of the laser excitation intensity. It also describes how to use the polarization dependence of the Raman scattering to separate Raman scattering of the encapsulated 1D systems from those of other extraneous components in any sample.

The paper describes a method for producing extreme nanowires by melt infiltration into carbon nanotubes and how 1D systems may be characterized and investigated using Resonance Raman Spectroscopy to determine vibrational and optical excitation energies.

Aşırı Nanotel ve Diğer 1D Sistemleri Rezonans Raman Spektroskopisi

This paper briefly describes how nanowires with diameters corresponding to 1 to 5 atoms can be produced by melting a range of inorganic solids in the ...

High Resolution Phonon-assisted Quasi-resonance Fluorescence Spectroscopy

High resolution optical spectroscopy methods are demanding in terms of either technology, equipment, complexity, time or a combination of these. Here we demonstrate an optical spectroscopy method that is capable of resolving spectral features beyond that of the spin fine structure and homogeneous linewidth of single quantum dots (QDs) using a standard, easy-to-use spectrometer setup. This method incorporates both laser and photoluminescence spectroscopy, combining the advantage of laser line-width limited resolution with multi-channel photoluminescence detection. Such a scheme allows for considerable improvement of resolution over that of a common single-stage spectrometer. The method uses phonons to assist in the measurement of the photoluminescence of a single quantum dot after resonant excitation of its ground state transition. The phonon&#39;s energy difference allows one to separate and filter out the laser light exciting the quantum dot. An advantageous feature of this method is its straight forward integration into standard spectroscopy setups, which are accessible to most researchers.

The manuscript describes a method of phonon-assisted quasi-resonant fluorescence spectroscopy that incorporates both laser-limited resolution and photoluminescence (PL) spectroscopy. This method utilizes optical phonons to provide linewidth-limited resolution spectra of atom-like semiconductor structures in the energy domain. The method is also easily realized with a single spectrometer optical spectroscopy setup.

Yüksek Çözünürlüklü Fonon destekli Yarı-rezonans Floresans Spektroskopisi

High resolution optical spectroscopy methods are demanding in terms of either technology, equipment, complexity, time or a combination of these. Here we ...

Determination of the Excitation and Coupling Rates Between Light Emitters and Surface Plasmon Polaritons

We have developed a unique method to measure the excitation and coupling rates between the light emitters and surface plasmon polaritons (SPPs) arising from metallic periodic arrays without involving time-resolved techniques. We have formulated the rates by quantities that can be measured by simple optical measurements. The instrumentation based on angle- and polarization-resolved reflectivity and photoluminescence spectroscopy will be described in detail here. Our approach is intriguing due to its simplicity, which requires routine optics and several mechanical stages, and thus is highly affordable to most of the research laboratories.

This protocol describes the instrumentation for determining the excitation and coupling rates between light emitters and Bloch-like surface plasmon polaritons arising from periodic arrays.

Uyarma ve oranları arasında ışık Emitters ve yüzey Plasmon Polaritons kaplin belirlenmesi

We have developed a unique method to measure the excitation and coupling rates between the light emitters and surface plasmon polaritons (SPPs) arising ...

Infrared Degenerate Four-wave Mixing with Upconversion Detection for Quantitative Gas Sensing

We present a protocol for performing gas spectroscopy using infrared degenerated four-wave mixing (IR-DFWM), for the quantitative detection of gas species in the ppm-to-single-percent range. The main purpose of the method is the spatially resolved detection of low-concentration species, which have no transitions in the visible or near-IR spectral range that could be used for detection. IR-DFWM is a nonintrusive method, which is a great advantage in combustion research, as inserting a probe into a flame can change it drastically. The IR-DFWM is combined with upconversion detection. This detection scheme uses sum-frequency generation to move the IR-DFWM signal from the mid-IR to the near-IR region, to take advantage of the superior noise characteristics of silicon-based detectors. This process also rejects most of the thermal background radiation. The focus of the protocol presented here is on the proper alignment of the IR-DFWM optics and on how to align an intracavity upconversion detection system.

Here, we present a protocol to perform sensitive, spatially resolved gas spectroscopy in the mid-infrared region, using degenerate four-wave mixing combined with upconversion detection.

Kızılötesi dejenere dört-dalga ile kantitatif gaz algılama için Upconversion algılama karıştırma

We present a protocol for performing gas spectroscopy using infrared degenerated four-wave mixing (IR-DFWM), for the quantitative detection of gas species ...

Fluorescence Imaging with One-nanometer Accuracy (FIONA)

Fluorescence imaging with one-nanometer accuracy (FIONA) is a simple but useful technique for localizing single fluorophores with nanometer precision in the x-y plane. Here a summary of the FIONA technique is reported and examples of research that have been performed using FIONA are briefly described. First, how to set up the required equipment for FIONA experiments, i.e., a total internal reflection fluorescence microscopy (TIRFM), with details on aligning the optics, is described. Then how to carry out a simple FIONA experiment on localizing immobilized Cy3-DNA single molecules using appropriate protocols, followed by the use of FIONA to measure the 36 nm step size of a single truncated myosin Va motor labeled with a quantum dot, is illustrated. Lastly, recent effort to extend the application of FIONA to thick samples is reported. It is shown that, using a water immersion objective and quantum dots soaked deep in sol-gels and rabbit eye corneas (&#62;200 &#181;m), localization precision of 2-3 nm can be achieved.

Fluorescence Imaging with One-nanometer Accuracy FIONA

Single fluorophores can be localized with nanometer precision using FIONA. Here a summary of the FIONA technique is reported, and how to carry out FIONA experiments is described.

Bir nanometre Hassasiyet Floresans Görüntüleme (Fiona)

Fluorescence imaging with one-nanometer accuracy (FIONA) is a simple but useful technique for localizing single fluorophores with nanometer precision in ...