共振荧光装置及生成共振荧光的方法制造方法及图纸

本申请提供了一种共振荧光装置及生成共振荧光的方法，包括：线性偏振模块(100)，包括入射偏振片(110)、偏振分束器(120)、出射偏振片(130)，其中，偏振分束器(120)通过光学镀膜以提高其光学偏振保真度，入射偏振片(110)的偏振方向与偏振分束器(120)的水平分量重合，出射偏振片(130)的偏振方向与偏振分束器(120)的垂直分量重合；物镜模块(200)，用于将共振荧光发送至偏振分束器(120)，以使偏振分束器(120)将共振荧光分束后发送至出射偏振片(130)，出射偏振片(130)分离出共振荧光的垂直分量；光纤耦合器(300)，包括第一端口(310)，第一端口(310)包括第一光纤准直器以及第一单模光纤。

Resonance fluorescence device and method of generating resonance fluorescence

【技术实现步骤摘要】
共振荧光装置及生成共振荧光的方法
本申请涉及共振荧光
，尤其涉及一种共振荧光装置及生成共振荧光的方法。
技术介绍
目前量子点共振荧光单光子源的滤波方法一般采用如下技术方法：第一种方法，采用两个线性偏振片的方式，通过入射偏振片选择线性偏振光激发量子点，同时出射偏振片选择正交极化的偏振角度来滤除背景激光；但该方案中，光束分束器对入射激发光线性偏振度的影响限制了系统的光学滤波能力，实际使用中需要选择一定的线性偏振角度来减小光束分束器对线性偏振度的影响，线性偏振角度的敏感性使得该系统背景激光的滤波能力具有较差的环境噪声容忍度和较短时间的系统稳定性，系统需要每隔一段时间重新调节一次，因此，该系统一般适用于表面反射率较低，对系统滤波能力要求不高的量子点样品。第二种方法，采用偏振分束器方式，选择确定的p分量线性偏振光激发量子点，通过1/4波片补偿光路对激发光相位的影响，最后通过偏振分束器探测s分量的线性偏振光，从而滤除p分量线性偏振的背景激光。该方法中偏振分束器可以确定性地选择入射光中的p分量进行激发，并且在出射光中滤除p分量，无需选择一定的线性偏振角度。但是，用偏振分束器制备的线性偏振光的保真度和正交极化的消光比受目前制作工艺的限制还达不到线性线性偏振片的水平，而且由于只能使用特定的p分量线性偏振光进行激发，从而限制了该系统在不同偏振激发方案中的应用。同时，1/4波片和偏振分束器的色散效应明显，只能在很窄的光谱范围内能保持良好的相位补偿效果，进而限制该系统在宽谱波段的滤波能力，特别是在基于皮秒脉冲共振荧光技术中的应用。r>
技术实现思路
(一)要解决的技术问题本申请提供了一种共振荧光装置及生成共振荧光的方法，能够有效过滤背景激光，并拓宽光谱应用范围。(二)技术方案第一方面本申请提供了一种共振荧光装置，用于激光激发量子点产生共振荧光进行荧光探测，装置包括线性偏振模块100、物镜模块200以及光纤耦合器300，其中：线性偏振模块100，包括入射偏振片110、偏振分束器120、出射偏振片130，其中，偏振分束器120通过光学镀膜以提高其光学偏振保真度，入射偏振片110的偏振方向与偏振分束器120的水平分量重合，出射偏振片130的偏振方向与偏振分束器120的垂直分量重合，所述激光依次经入射偏振片110和偏振分束器120，偏振分束器120的水平偏振光发送至物镜模块200；物镜模块200，用于将水平偏振光发送至量子点以激发量子点产生共振荧光，并将共振荧光发送至偏振分束器120，以使偏振分束器120将共振荧光分束后发送至出射偏振片130，出射偏振片130分离出共振荧光的垂直分量；光纤耦合器300，包括第一端口310，第一端口310包括第一光纤准直器以及第一单模光纤，其中，第一光纤准直器用于将共振荧光的垂直分量耦合至第一单模光纤以收集所述共振荧光。可选地，线性偏振模块100还包括1/4波片，所述1/4波片设于偏振分束器120和出射偏振片130之间。可选地，光纤耦合器300还包括第二端口320，第二端口320包括第二光纤准直器以及第二单模光纤，其中，第二光纤准直器用于将激光由第二单模光纤耦合至自由空间。可选地，物镜模块200的数值孔径为0.4。可选地，量子点设于微腔量子点结构中。另一方面本申请提供了一种生成共振荧光的方法，包括：S1，匹配激光的波长与所述量子点的波长；S2，多次调节线性偏振模块100以获得多次调节的消光比；S3，比较多次调节的消光比，获得最优消光比。可选地，激发量子点还生成背景激光，步骤S3中获得最优消光比包括：S31，测量出射偏振片130前的第一背景激光强度Pbackground；S32，获得第一单模光纤中的第二背景激光强度Pcollection；S33，获得消光比，消光比的计算公式为：可选地，步骤S32包括：采用光谱探测仪获得第一单模光纤中的光子数N，第二背景激光强度Pcollection的计算公式为：其中，η为光谱探测仪的探测效率，hv为光谱探测仪的探测的单位光子能量。可选地，步骤S2还包括获得多次调节的信噪比，步骤S3还包括比较多次调节的信噪比，获得最优信噪比。可选地，信噪比的计算公式为：其中，Psignal为共振荧光的真实强度，Psignal＝P-Pnoise，Pnoise为第一单模光纤中收集的背景激光强度，P为检测的共振荧光的强度。(三)有益效果本申请提供了一种共振荧光装置及生成共振荧光的方法，至少具有如下有益效果：通过选用高偏振保真度的偏振分束器，保证激光经过偏振分束器后的线性偏振度不变，克服线性偏振光经过普通偏振分束器后线性偏振度下降的缺点，因此经过量子点样品反射回来的背景激光经过出射偏振片后可以得到有效的抑制；在共振激发微腔量子点样品时，使用较小数值孔径的物镜模块一方面可以保证共振荧光的收集效率不变，另一方面由于物镜模块的数值口径变小，能够收集到量子点样品表面散射的背景激光也会减小，从而进一步提高背景激光的滤波能力；选取较小通光口径的单模光纤用于收集量子点共振荧光信号，一方面可以较好地收集量子点发射的共振荧光信号，另一方面，由于背景激光的空间模式与单模光纤的空间模式不匹配，从而进一步保证单模光纤中收集到的背景激光会更少。附图说明图1示意性示出了根据本公开实施例的共振荧光装置的结构示意图；图2示意性示出了根据本公开实施例的生成共振荧光的方法的步骤图；图3示意性示出了根据本公开实施例的连续激光生成共振荧光的方法的流程图；图4示意性示出了根据本公开实施例的获得最优消光比的步骤图；图5示意性示出了根据本公开实施例的脉冲激光生成共振荧光的方法的流程图；图6示意性示出了根据本公开实施例的传统的共振荧光装置收集的共振荧光；图7示意性示出了根据本公开实施例的共振荧光装置收集的共振荧光。具体实施方式为使本专利技术的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本专利技术进一步详细说明。在一实施例中，如图1所示，本公开提供了一种共振荧光装置，用于激光激发量子点产生共振荧光进行荧光探测，装置包括线性偏振模块100、物镜模块200以及光纤耦合器300，其中：线性偏振模块100，在激发量子点产生共振荧光的过程中会产生背景激光，用于滤除量子点样品散射的背景激光。该线性偏振模块100包括入射偏振片110、偏振分束器120、出射偏振片130。其中，由于偏振分束器120产生的线性偏振光的消光比还达不到线性偏振的水平，因此需要入射偏振片110与出射偏振片130处于相互正交的极化方向，以进一步滤除背景激光。入射偏振片110的偏振方向与偏振分束器120的水平(p)分量重合，出射偏振片130的偏振方向与偏振分束器120的垂直(s)分量重合。在实际的应用过程中，可以使用偏振分束器120上确定的水平(p)分量线性偏振光激发量子点，可以通过探测垂直(s)分量线性偏振的共振荧本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种共振荧光装置，用于激光激发量子点产生共振荧光进行荧光探测，所述装置包括线性偏振模块(100)、物镜模块(200)以及光纤耦合器(300)，其中：/n线性偏振模块(100)，包括入射偏振片(110)、偏振分束器(120)、出射偏振片(130)，其中，所述偏振分束器(120)通过光学镀膜以提高其光学偏振保真度，所述入射偏振片(110)的偏振方向与所述偏振分束器(120)的水平分量重合，所述出射偏振片(130)的偏振方向与所述偏振分束器(120)的垂直分量重合，所述激光依次经所述入射偏振片(110)和偏振分束器(120)，偏振分束器(120)的水平偏振光发送至所述物镜模块(200)；/n物镜模块(200)，用于将所述水平偏振光发送至量子点以激发所述量子点产生共振荧光，并将所述共振荧光发送至所述偏振分束器(120)，以使所述偏振分束器(120)将所述共振荧光分束后发送至所述出射偏振片(130)，所述出射偏振片(130)分离出所述共振荧光的垂直分量；/n光纤耦合器(300)，包括第一端口(310)，所述第一端口(310)包括第一光纤准直器以及第一单模光纤，其中，所述第一光纤准直器用于将所述共振荧光的垂直分量耦合至所述第一单模光纤以收集所述共振荧光。/n...

【技术特征摘要】
1.一种共振荧光装置，用于激光激发量子点产生共振荧光进行荧光探测，所述装置包括线性偏振模块(100)、物镜模块(200)以及光纤耦合器(300)，其中：
线性偏振模块(100)，包括入射偏振片(110)、偏振分束器(120)、出射偏振片(130)，其中，所述偏振分束器(120)通过光学镀膜以提高其光学偏振保真度，所述入射偏振片(110)的偏振方向与所述偏振分束器(120)的水平分量重合，所述出射偏振片(130)的偏振方向与所述偏振分束器(120)的垂直分量重合，所述激光依次经所述入射偏振片(110)和偏振分束器(120)，偏振分束器(120)的水平偏振光发送至所述物镜模块(200)；
物镜模块(200)，用于将所述水平偏振光发送至量子点以激发所述量子点产生共振荧光，并将所述共振荧光发送至所述偏振分束器(120)，以使所述偏振分束器(120)将所述共振荧光分束后发送至所述出射偏振片(130)，所述出射偏振片(130)分离出所述共振荧光的垂直分量；
光纤耦合器(300)，包括第一端口(310)，所述第一端口(310)包括第一光纤准直器以及第一单模光纤，其中，所述第一光纤准直器用于将所述共振荧光的垂直分量耦合至所述第一单模光纤以收集所述共振荧光。


2.根据权利要求1所述的共振荧光装置，所述线性偏振模块(100)还包括1/4波片，所述1/4波片设于所述偏振分束器(120)和出射偏振片(130)之间。


3.根据权利要求1所述的共振荧光装置，所述光纤耦合器(300)还包括第二端口(320)，所述第二端口(320)包括第二光纤准直器以及第二单模光纤，其中，所述第二光纤准直器用于将所述激光由第二单模光纤耦合至自由空间。

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【专利技术属性】
技术研发人员：段兆晨，何玉明，陆朝阳，潘建伟，
申请(专利权)人：中国科学技术大学，
类型：发明
国别省市：安徽;34