Name: resonance fluorescence of an ingaas quantum dot in a planar cavity using orthogonal excitation and detection
Uploaded: 2017-10-13T15:00:00
Description: 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

الكتاب يود أن ينوه سليمان س. جلين لتقديم العينة. وأيد هذا العمل "المؤسسة الوطنية للعلوم" (هيئة الهجرة واللاجئين-1452840).

تنبيه: الرجاء يكون على بينه من الإخطار المحتملة لنثر الليزر أثناء المحاذاة. ارتداء نظارات واقية مناسبة للحماية. لتسهيل عملية المحاذاة، عارض الأشعة تحت حمراء (IR-عارض) أمر ضروري. بطاقة فلورسنت حساسة للأشعة تحت الحمراء أيضا مفيدة ولكن ليس من الضروري-
 1-"إعداد نموذج" الكاتب <ol><l...

<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>

أن الخطوات الحاسمة في البروتوكول: مطابقة الوضع والمحاذاة لشعاع الإثارة إلى وضع دليل موجي؛ والتوافق السليم والتركيز لجمع البصريات. الأجزاء الأكثر صعوبة من هذه الخطوات يتم محاذاة الأولية؛ الاستفادة المثلى من اقتران إعداد محاذاة الفعل بسيط نسبيا. تداخل مجالات جمع والإثارة هو خطوة بسيطة مع ...

الإثارة مدوية من باعث الكم واحد جنبا إلى جنب مع كشفها الأسفار كان تحديا تجريبية طويلة الأجل أساسا بسبب عدم القدرة على تميز طيفيا fluorescence ضعيفة من بعثرة الإثارة قوية. هذه الصعوبة، ومع ذلك، قد تم التغلب بنجاح على في العقد الماضي بنهجين مختلفين: الإثارة [كنفوكل] الظلام-الحقل استناداً إلى الاستقطاب التمييز1،2،،من34 ،5، والإثارة-كشف متعامد استناداً إلى الوضع المكاني التمييز6،،من78،9،10،11، 13،،من 1214. كلا النهجين تثبت قدرة قوية على قمع كبير نثر ليزر وهكذا هي اعتمدت على نطاق واسع في مختلف التجارب، على سبيل المثال، من المراقبة تدور-فوتون تشابك5،15، 16، مظاهرة للدول يرتدي7،2،12،18،17،19،،من2021 , 22 , 23 , 24 , 25 , 26، والتلاعب متماسكة يدور المحصورة3،27،28،،من2930. أيا من النهجين يمكن تطبيقها عالمياً لكل حالة؛ كل يقتصر على بعض الشروط المحددة. تستخدم تقنية الحقل الظلام درجة الاستقطاب الحرية للفوتونات لقمع بعثرة الليزر الإثارة. هذا الأسلوب له مزايا عدة. على سبيل المثال، لا يوجد أي شرط لوضع دليل موجي محددة تحديداً جيدا، والتي تتيح تنفيذ [كنفوكل] فقط. يسمح التنفيذ [كنفوكل] للإثارة دائري الاستقطاب وربما أشد تركيز شعاع الإثارة في باعث الكم، أدى إلى ارتفاع حدة الإثارة. بيد أن هذا الأسلوب الانتقائي الاستقطاب يقيد الاستقطاب الكشف عن أن يكون متعامد إلى الإثارة والاستقطاب ومما يحول دون وصف كامل لخصائص الاستقطاب الأسفار. وبالمقارنة، يحفظ التمييز المكاني وضع حرية كاملة للكشف عن الاستقطاب عن طريق استخدام تعامد بين وسائط النشر من عوارض الإثارة والكشف لمنع تشتت الليزر4. القيود التي تفرضها هذه التقنية هي ضرورة بنية الدليل الموجي في العينة لتوفير أسلوب إثارة متعامد إلى الكشف عن النمط، وتقييد الاستقطاب الإثارة أن يكون عمودياً على اتجاه انتشار شعاع .
هنا، علينا أن نظهر على بروتوكول لإنشاء إعداد مجاناً-الفضائية متعامد إثارة-كشف لتجارب الرنين الأسفار. مقارنة بالعمل الرائد على التمييز وضع المكانية التي تستخدم فيها ألياف الضوئية لزوجين الضوء في تجويف6، هذا البروتوكول يوفر حلاً في مساحة حرة، ولا تتطلب مكونات الحركية جبل أما العينة أو الألياف في كريوستات. غرامة السيطرة على اتجاهات شعاع الإثارة، والكشف عن مسار يتم التلاعب بالبصريات الخارجية إلى كريوستات، بينما العدسات اللاصقة القميص بمثابة تركز على أهداف داخل المنطقة الباردة من كريوستات. نحن نقدم صور الممثل الخطوات المحاذاة الرئيسية عملية تحقيق الإثارة مدوية والكشف عن الأسفار من نقطة واحدة من كم.
ويزرع العينة المستخدمة لهذه المظاهرة تنضيد الحزمة الجزيئية (MBE). النقاط الكم InGaAs (قدس) المضمنة في فاصل GaAs التي تحدها اثنين الموزعة براج عاكسات (دبرس)، كما هو موضح في طريقة عرض تكبير/تصغير في العينة في الشكل 1. بمثابة فاصل GaAs بين دبرس الدليل موجي، حيث يقتصر شعاع الإثارة بالانعكاس الداخلي الكلي. دبرس أيضا بمثابة مرايا انعكاسية عالية وافيفيكتورس التي طبيعية تقريبا إلى الطائرة عينة. ويشكل هذا وضع فابري-بيرو التي زوجين قدس عند انبعاث الأسفار. يجب أن يكون الوضع فابري-بيرو الرنانة مع الانبعاث λ الطول الموجي لقدس، الأمر الذي يتطلب فاصل GaAs يكون عددا صحيحاً متعددة من λ/n, حيث n هو مؤشر الانكسار من GaAs. لهذه التظاهرة، سمك مباعدة GaAs يتم اختياره ليكون 4λ/n, وهو تقريبا 1 ميكرومتر، كي يكون بالقرب من حجم البقعة حيود محدودة لشعاع الإثارة الحادثة. سيؤدي فاصل أضيق انخفاض كفاءة اقتران شعاع الإثارة إلى وضع دليل موجي.
ويرد في الشكل 1الإعداد التجريبية. لتحقيق أقصى قدر من الكفاءة اقتران، هدف أحادية العدسة اللاصقة هobj مع الفتحة العددية نا = 0.5 وهو اختيار البعد البؤري من 8 مم تركيز شعاع الإثارة على وجه ملصوق العينة. وظيفة المقراب كيبليريان (التي تتألف من زوج عدسة E1 و E2) في مسار الإثارة ذو شقين: (1) لملء الفتحة ل هدف ه الإثارةobj حيث يتركز شعاع الإثارة محكم لمطابقة أفضل وضع للدليل الموجي (في وإدراك هذا القطر شعاع وتحديدالمنطقه 2.5 ملم)، و (2) لتوفير ثلاث درجات من الحرية للمناورة الوصل لشعاع الإثارة في وجه ملصوق من العينة. هي التي شنت عدسة E1 جبل متعدية الجنسيات س ص يوفر اثنان درجات الحرية إزاحة الفور الإثارة بحرية في طائرة الوجه عينة ملصوق. هي التي شنت E2 عدسة تكبير غير الدورية الإسكان التي تنص على حرية اختيار عمق الوصل في العينة. هذه الثلاث درجات من الحرية تسمح لنا بتحسين الإثارة مدوية من QD واحدة دون الحاجة إلى تنقل العينة نفسها.
في مسار جمع الأسفار، يستخدم تكوين عدسة مماثلة (Lobj، المستوى 1 والمستوى 2) للسماح بالكشف عن الأسفار من أجزاء مختلفة من النموذج. وتركز الضوء من العينة بواحد من اثنين من العدسات الأنبوبة على أما حساسة للأشعة تحت الحمراء كاميرا (لكام) أو فتحه المدخل من المطياف (Lالمواصفات). يضبط الحركة من المستوى 1 على طول محور ع تركيز الصورة، والترجمة الأفقي من L2 الأسباب الصورة للمسح الضوئي عبر طائرة العينة. الأطوال من المستوى 1 والمستوى 2 على قدم المساواة حتى التكبير هو الوحدة. ويتم ذلك لتعظيم نطاق L2 يمكن ترجمتها قبل التظليل يحدث.
لتسهيل محاذاة وموقعه QD، أدمجت إضاءة الصنع استناداً إلى الإضاءة كولر في الإعداد، كما هو مبين في الشكل 1. غرض الإضاءة كولر هو توفير الإضاءة موحدة للعينة والتأكد من أن أناماجي لمصدر الإضاءة الخفيفة غير مرئية في الصورة عينة. تكوينات العدسة إضاءة وطريق جمع مصممة بعناية لفصل الطائرات الصورة المتقارنة العينة ومصدر الضوء. كل عدسة في مسار جمع يفصلها عن جيرانها مجموع أطوال الاتصال بهم. هذا يضمن أن أينما عينة الصورة في التركيز--مثل في استشعار الكاميرا – امتبائر الصورة مصدر الضوء تماما. وبالمثل، حيث الصورة مصدر الضوء في التركيز – مثل في المستوى البؤري مرة أخرى الهدف – صورة عينة الأبعاد تماما. مصدر الضوء ضوء تجارية التي تنبعث منها انبعاث صمام ثنائي (LED) في 940 نانومتر. غشاء الفتحة يمكن تعديل شدة الإضاءة، والحجاب الحاجز حقل يحدد مجال الرؤية تكون مضيئة. مفاتيح لتحقيق الإضاءة موحدة لتعيين المسافة بين عدسة K4 و L2 يكون مجموع الأطوال من اثنين من العدسات، والتأكد من أن فتحه لobj لا مملوء بالإضاءة. في هذا البروتوكول، كما يستخدم الإضاءة لتحسين المسافة بين لobj والعينة.
الهدف لobj وأما عدسة أنبوب يوفر تكبير من 20 x على الكاميرا أو المطياف. زوج عدسة L3 و L4 بين لobj ولالمواصفات أشكال تلسكوب كيبليريان آخر يوفر تكبير x 4 إضافية للصورة على جهاز اقتران (CCD) المطياف. إضافة العدسات النتائج L3 و L4 في تكبير الكلي من x 80، هو أمر ضروري لتمييز الأسفار مكانياً عن قريب قدس. L3 و L4 هي التي شنت على التقليب يتصاعد لتسهيل التحول من التكبير لتكبير 20 x ويوفر مجال رؤية أكبر في العينة.
لتداخل مجال الرؤية من طريق جمع مع مسار شعاع الإثارة من خلال الدليل الموجي، مفيد انبعاث دوت الكم ترطيب طبقة من الاستمرارية. أحد تحديد الطول الموجي انبعاث طبقة التبول عن طريق قياس الطيف الانبعاث من العينة تحت أعلاه الإثارة الفرقة الفجوة. لدينا عينة، ترطيب طبقة الانبعاثات تحدث في ما يقرب من 880 نانومتر في 4.2 ك. باقتران شعاع ليزر الأسلحة الكيميائية في 880 نانومتر إلى الدليل الموجي للعينة، يستطيع المرء أن يلاحظ نمط الانتصارات التي شكلتها رر من طبقة التبول، الذي يظهر في شريط الفيديو المصاحبة لها. الانتصارات يكشف مسار نشر الضوء الإثارة الذي اقترن في الدليل الموجي. أن وجود هذه الانتصارات جنبا إلى جنب مع القدرة على صورة سطح العينة يجعل المحاذاة مباشرة.

<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

القدرة على إجراء تزامن الكشف عن الإثارة والأسفار رنانة مهم للقياسات الضوئية الكم الكم النقاط (قدس). الإثارة رنانة دون كشف الأسفار – على سبيل المثال، قياس انتقال تفاضلية – يمكن تحديد بعض خصائص النظام التي ينبعث منها قدر، ولكن لا يسمح للتطبيقات أو قياسات استناداً إلى الفوتونات المنبعثة. على سبيل المثال، يتطلب قياس الارتباطات فوتون، ومراقبة الثلاثي مولو، وتحقيق مصادر فوتون واحد جميع جمع الأسفار. الإثارة غير متسق مع الكشف عن الأسفار – على سبيل المثال، أعلاه الإثارة الفرقة الفجوة – يمكن استخدامها لإنشاء مصادر فوتون واحد، لكن الإخلال بالبيئة نتيجة للإثارة يقلل إينديستينجويشابيليتي الفوتونات. مصادر فوتون واحد استناداً إلى قدس سيتعين أن تنقل متحمس ليكون إينديستينجويشابيليتي فوتون عالية، وجمع المتزامن للفوتونات سيكون ضروريا لجعل الاستفادة منها. علينا أن نظهر وسيلة تنقل إثارة QD واحد المضمنة في تجويف مستو باقتران شعاع الإثارة في هذا التجويف من وجه ملصوق العينة حين جمع الأسفار على طول اتجاه طبيعي سطح العينة. مطابقة شعاع الإثارة إلى وضع دليل موجي تجويف بعناية، ضوء الإثارة يمكن أن زوجين في التجويف وتتفاعل مع QD. يمكن الزوجين الفوتونات المتفرقة إلى الوضع فابري-بيرو تجويف والهروب في الاتجاه العادي السطحي. هذا الأسلوب يسمح بحرية كاملة في الكشف عن الاستقطاب، ولكن مقيد بالإثارة والاستقطاب باتجاه نشر الشعاع الإثارة. الأسفار من الطبقة ترطيب يوفر دليلاً لمحاذاة المسار جمع فيما يتعلق بشعاع الإثارة. تعامد الإثارة والكشف عن أوضاع تمكن الإثارة مدوية من QD واحد مع الخلفية ونثر الليزر لا يعتد بها.

ويبين الشكل 1 أعمال خاصة واحدة من المعدات اللازمة لإنجاز الإثارة مدوية من نقطة واحدة من الكم. المدركات الأخرى الممكنة، بل عناصر حاسمة: مسار إثارة للزوجين للدليل الموجي؛ مسار جمع إلى دليل الأسفار للكشف؛ مسار إثارة [كنفوكل] لإثارة على طول مسار المجموعة؛ ومس...

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

يمكن تحقيق الإثارة مدوية من نقطة واحدة الكم الذاتي تجميعها باستخدام أسلوب إثارة متعامد إلى وضع مجموعة الأسفار. علينا أن نظهر أسلوب استخدام دليل موجي ووسائط فابري-بيرو مستو ميكروكافيتي المحيطة بالنقاط الكم. الأسلوب الذي يسمح بحرية كاملة في الكشف عن الاستقطاب.

صدى الأسفار نقطة الكم إينجاس في تجويف مستو متعامد الإثارة والكشف عنها باستخدام

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

Research

JoVE Journal

Engineering

Gradient Echo Quantum Memory in Warm Atomic Vapor

التدرج صدى الذاكرة الكم في الحارة بخار الذرية

Gradient  echo memory (GEM) is a protocol for storing optical quantum states of light in  atomic ensembles. The primary motivation for such a technology ...

Analysis of Contact Interfaces for Single GaN Nanowire Devices

تحليل الاتصال واجهات لأجهزة أسلاك متناهية الصغر واحدة الجاليوم

Single GaN nanowire (NW) devices fabricated on SiO2 can exhibit  a strong degradation after annealing due to the  occurrence of void formation at the ...

Construction and Characterization of External Cavity Diode Lasers for Atomic Physics

البناء وتوصيف الخارجية تجويف ديود ليزر للفيزياء الذرية

Since their development in the late 1980s, cheap, reliable external cavity diode lasers (ECDLs) have replaced complex and expensive traditional dye and ...

Selective Area Modification of Silicon Surface Wettability by Pulsed UV Laser Irradiation in Liquid Environment

انتقائية المساحة تعديل السيليكون بلل السطح بواسطة الليزر النبضي للأشعة فوق البنفسجية تشعيع في البيئة السائلة

The wettability of silicon (Si) is one of the important parameters in the technology of surface functionalization of this material and fabrication of ...

Detection and Recovery of Palladium, Gold and Cobalt Metals from the Urban Mine Using Novel Sensors/Adsorbents Designated with Nanoscale Wagon-wheel-shaped Pores

كشف واستعادة البلاديوم والذهب والكوبالت المعادن من منجم الحضري عن طريق مجسات رواية / الممتزات مخصصة للمع النانو المسامات على شكل عجلة عربة

Developing low-cost, efficient processes for recovering and recycling palladium, gold and cobalt metals from urban mine remains a significant challenge in ...

High Resolution Phonon-assisted Quasi-resonance Fluorescence Spectroscopy

ارتفاع بمساعدة فونون الدقة شبه الرنين الإسفار الطيفي

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

Frequency Mixing Magnetic Detection Scanner for Imaging Magnetic Particles in Planar Samples

تردد خلط الماسح الكشف المغناطيسي لتصوير الجزيئات المغناطيسية في عينات مستو

The setup of a planar Frequency Mixing Magnetic Detection (p-FMMD) scanner for performing Magnetic Particles Imaging (MPI) of flat samples is presented. ...

Fabrication of 1-D Photonic Crystal Cavity on a Nanofiber Using Femtosecond Laser-induced Ablation

تصنيع 1-D الضوئية التجويف البلوري على ألياف نانوية عن طريق الاجتثاث التي يسببها الليزر الفيمتو ثانية

We present a protocol for fabricating 1-D Photonic Crystal (PhC) cavities on subwavelength-diameter tapered optical fibers, optical nanofibers, using ...

Measurement of Quantum Interference in a Silicon Ring Resonator Photon Source

قياس الكم التدخل في المصدر السيليكون الدائري الرنان فوتون

Silicon photonic chips have the potential to realize complex integrated quantum information processing circuits, including photon sources, qubit ...

Enhanced Electron Injection and Exciton Confinement for Pure Blue Quantum-Dot Light-Emitting Diodes by Introducing Partially Oxidized Aluminum Cathode

حقن الإلكترون المحسنة وحبس أكسيتون للصمامات الثنائية – ينبعث الضوء الكم-نقطة زرقاء نقية بإدخال الكاثود الألومنيوم المؤكسد جزئيا

Stable and efficient red (R), green (G), and blue (B) light sources based on solution-processed quantum dots (QDs) play important roles in next-generation ...