隨著量子科學(xué)及技術(shù)的快速發(fā)展河泳,單光子源已成為光量子信息研究中的關(guān)鍵器件,對量子計算起著至關(guān)重要的作用年栓。Nanobase將反聚束實驗與快速拉曼和光致發(fā)光成像技術(shù)聯(lián)用拆挥,該項技術(shù)將給科研工作者更便捷的手段進行與量子計算機等新興技術(shù)密切相關(guān)的單光子源研究。
單光子源具有獨特的量子力學(xué)特性某抓,其在量子技術(shù)和信息科學(xué)中得到了廣泛的應(yīng)用纸兔,包括量子計算機開發(fā)和密碼學(xué)技術(shù)研究等等。常見的單光子源有金剛石中的氮空位(NV)色心否副、單個熒光分子汉矿、碳納米管和量子點等。反聚束實驗則是鑒別單光子源的重要表征方法副编。
知識拓展
”NV(Nitrogen-Vacancy)色心是金剛石中的一種點缺陷。金剛石晶格中一個碳原子缺失形成空位流强,近鄰的位置有一個氮原子痹届,這樣就形成了一個NV色心。
反聚束效應(yīng)是一種量子力學(xué)效應(yīng)打月,它揭示了光的類粒子行為队腐。它是由于單光子源一次只能發(fā)射一個光子而產(chǎn)生的現(xiàn)象。由于兩次光子發(fā)射之間必須完成一個激發(fā)和弛豫循環(huán)奏篙,兩次光子發(fā)射之間的最小間隔主要取決于單光子源的激發(fā)態(tài)壽命柴淘。
當(dāng)將發(fā)光信號分成兩束迫淹,采用兩個檢測器同時探測,每個光子只能被其中一個檢測器探測到为严。即在同一時刻僅有一個檢測器可以探測到光子敛熬。反聚束效應(yīng)會導(dǎo)致兩個探測器的信號在很短的延遲時間內(nèi)呈現(xiàn)反相關(guān)(HBT實驗)〉诠桑“
光子反聚束測試功能
和常見的利用機械位移平臺的mapping方式相比应民,采用掃描振鏡的mapping方式無需樣品發(fā)生任何位移,通過光斑在視場內(nèi)的nm級位移來實現(xiàn)樣品的成像夕吻。這種方式可以方便的和磁場诲锹,低溫,CVD等其他設(shè)備結(jié)合在一起涉馅,實現(xiàn)“絕對”的原位測試归园,避免位移平臺本身重復(fù)精度累積帶來的成像扭曲和定位偏差。
而全新推出的光子反聚束測量模塊稚矿,在原本拉曼光譜庸诱、熒光壽命、光電流成像的基礎(chǔ)上新增光子反聚束功能盐捷,在方便快捷的進行零聲子線的測試的同時偶翅,還可以完成光子反聚束的測量,極大的簡化色心的搜尋流程碉渡,迅速判斷制備工藝水平聚谁。
該模塊有助于研究者用拉曼光譜和光致發(fā)光(PL)成像來表征樣品,快速確定目標(biāo)區(qū)域(可能有單光子源的區(qū)域)滞诺,隨后在同一儀器來進行反聚束實驗形导。
典型案例:
對已經(jīng)進行過氮離子注入處理過的納米級金剛顆粒進行光譜分析,從而精準定位符合要求的潛在色心:上圖1為在5X物鏡下進行快速粗掃后得到的針對零聲子線峰位強度成像习霹,圖2為40X物鏡下粗掃獲得的強度圖像朵耕,可以看到十字標(biāo)志處單獨存在的一個潛在優(yōu)質(zhì)色心,圖3為該點的PL光譜圖淋叶,可以清晰看到637nm處的較窄的零聲子線阎曹。
利用掃描振鏡直接將光斑移動至感興趣的點位進行HBT測試,上圖為測得的單個NV-所體現(xiàn)的光子反聚束現(xiàn)象煞檩。
常見的處理金剛石樣品的方法有很多处嫌,比如以濃硫酸和雙氧水配備的食人魚溶液浸泡和清洗,或者將金剛石樣品放入空氣中進行高溫加熱斟湃,經(jīng)過處理后的金剛石樣品表面氧化層被去除后熏迹,再通過飛秒激光輻射等方法進行N離子的注入,從而生成單個NV色心凝赛、多個NV色心發(fā)光點注暗,以及高密度NV色心團簇坛缕。
與顯微共聚焦熒光系統(tǒng)聯(lián)用的光子反聚束實驗具有眾多優(yōu)勢。不僅可以快速篩選NV色心的可能區(qū)域捆昏,還能實現(xiàn)空間分辨及對其單光子發(fā)光源特性的研究赚楚,這一技術(shù)可以有效地協(xié)助單光子源的前沿研究,助力新型量子技術(shù)的快速篩選和實驗屡立。
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