穩(wěn)態(tài)PL坚芜、穩(wěn)態(tài)極化PL览芳、TRPL、極化TRPL货岭、TR和TRKR是用于研究InSe載流子動力學(xué)的主要方法路操。有了這些工具，就有可能獲得大量關(guān)于InSe系統(tǒng)的信息千贯，以便更好地理解它們的基本光學(xué)自旋特性屯仗。
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實現(xiàn)磁光技術(shù)研究InSe光自旋動力學(xué)
在圖1中可以看到至少采用其中一種光學(xué)測量的實驗裝置。所有的測量都是在低溫下在高磁場的磁光低溫恒溫器中完成的搔谴。偏振PL的一般光學(xué)設(shè)置如圖1a所示魁袜。在輸入端，有一個短通濾波器(SPass)敦第，一個線性偏振器(LP)和一個四分之一波片(QWP)峰弹。然后，圓形或線性極化光束通過50:50的分束器(BS)芜果，其中50%被引導(dǎo)到attoDRY2100磁光低溫恒溫器(1.7 K基溫鞠呈，9 T超導(dǎo)磁鐵)內(nèi)的物鏡。然后右钾，從樣品(S)反射的光束通過圓偏振收集光學(xué)元件(QWP和LP)蚁吝，用長通濾光片(LPass)過濾，然后聚焦到光纖上舀射，該光纖通向帶有ccd相機(Andor)的750毫米光譜儀窘茁。采用可調(diào)諧連續(xù)波光源進(jìn)行光激發(fā)。
圖1.a)是極化PL設(shè)置脆烟。在輸入端和輸出端分別加一個短通(SPass)和長通(LPass)來降低泵浦激光噪聲山林。在收集方面，光纖可以通向光譜儀或單光子計數(shù)器邢羔。泵浦探針時間分辨裝置b)有一個FM(翻轉(zhuǎn)鏡)驼抹，可用于在TR(光電二極管)和TRKR(平衡光電二極管)測量之間切換桑孩。S是樣本的縮寫。
所有的時間分辨測量都是在Quantum Design的OptiCool的測試版中完成的(圖2)砂蔽。該系統(tǒng)的溫度范圍為1.5 - 350k洼怔，磁場達(dá)到7t。對于光學(xué)訪問左驾，有七個側(cè)窗和一個頂窗镣隶。樣品階段為半徑6厘米，而超導(dǎo)磁體內(nèi)緣之間的空間為9厘米诡右，這為定制件提供了充足的空間(圖2c)安岂。該系統(tǒng)的特性允許多種磁光實驗配置。因此帆吻，泵探針測量和TRPL測量使用這個多功能系統(tǒng)進(jìn)行域那。可調(diào)諧的76 MHz Ti:Sapphire激光器(700 - 980 nm)用于所有時間分辨測量猜煮，無論是作為主要激光源還是作為可調(diào)諧光學(xué)參量振蕩器(OPO)的泵浦次员，OPO是一個可見的(580 - 700 nm)脈沖激光腔。
在進(jìn)行TRPL或偏振TRPL測量時王带，在OptiCool中使用了與穩(wěn)態(tài)偏振PL測量(圖1a)類似的設(shè)置淑蔚。使用Quantum Design的低工作距離頂窗選項(圖2b)，可以使用100倍長工作距離物鏡實現(xiàn)約4μm的光斑尺寸愕撰。對于TRPL測量刹衫，設(shè)置了輸入和收集的QWPs，以便通過它們的光將是線性的搞挣。不是將光收集到通往光譜儀的光纖中带迟，而是通過通往微光子器件(MPD)單光子計數(shù)器的光纖收集光。它連接到一個時間相關(guān)的單光子計數(shù)模塊HydraHarp 400囱桨，該模塊被輸入Ti:藍(lán)寶石激光(76 MHz)的重復(fù)頻率仓犬，以觸發(fā)光子計數(shù)進(jìn)行時間分辨測量。
圖2.量子設(shè)計公司的OptiCool有幾個對各種實驗有用的功能a)舍肠。也有額外的附加組件搀继，如低工作距離窗口b)。這個窗口可以用來取代標(biāo)準(zhǔn)的頂部窗口貌夕。側(cè)窗通道和頂窗通道的定制部件可以在c)中看到律歼。這也允許樣品與磁場(7 T)垂直(側(cè)安裝)或平行(頂安裝)測量民镜。
對于泵-探頭時間分辨測量方案(圖1b)啡专，使用50:50的板分束器來創(chuàng)建泵臂和探頭臂。泵浦與探測光束之間的時間間隔由機械延遲線控制制圈。在半反射鏡(HM)上入射前们童，用波片調(diào)節(jié)泵的偏振畔况。HM允許泵與探測光束平行排列，但空間間隔為1英寸慧库。從OptiCool低溫恒溫器的外窗到中心的距離大約為15 cm跷跪。使用焦距為15厘米的2英寸透鏡將光束聚焦到距離低溫恒溫器中心約3 - 4厘米的樣品上。這里的字段與設(shè)定值的偏差小于1%齐板。在這個Voigt幾何中吵瞻，泵和探頭光束的典型尺寸分別為65μm和30μm。因此甘磨，橫向尺寸至少為60 μ m × 60 μ m的樣品可以獲得zui佳信號橡羞。
在光束被樣品反射后，它們可以被引導(dǎo)到單個光電二極管或使用翻轉(zhuǎn)安裝鏡(FM)的平衡光電二極管济舆。單光電二極管用于TR卿泽，平衡光電二極管用于TRKR。對于TR滋觉，使用半波片(HWP)使泵相對于探頭交叉極化签夭。收集后，線性偏振器(LP)被定向濾除任何泵浦散射之前椎侠，剩余的光進(jìn)入單個光電二極管第租。對于TRKR, QWP用于將泵設(shè)置為圓形螺旋之一。經(jīng)過反射后肺蔚，調(diào)頻向下翻轉(zhuǎn)煌妈，光束通過HWP和格蘭-湯普森(GT)偏振器。對于這兩種測量技術(shù)宣羊，泵被斬波在100千赫璧诵，而探頭解調(diào)與一個鎖定放大器。為了降低TRKR測量中的噪聲仇冯，探頭也在1khz被切碎之宿，100 kHz的解調(diào)進(jìn)入1khz的第二個解調(diào)器，以過濾掉泵浦散射產(chǎn)生的意外信號苛坚。
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