一种测量级联辐射过程中最上能级非均匀展宽的装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及原子分子和凝聚态科学领域，尤其涉及一种测量级联辐射过程中最上 能级非均匀展宽的装置。
【背景技术】
[0002] 在众多科研领域中，能级的非均匀展宽反应了材料物质受到所处的物理环境的影 响，是材料的重要物理性质之一。对于单粒子的发光能级而言，这种非均匀展宽表现为在不 同时刻，发出的光子在能量上存在一些变化。尤其在量子点中，激子与双激子能级的非均匀 展宽将影响到它发出纠缠光子对的纠缠特性。
[0003] 现有技术中，能直接测量能级非均匀展宽的方法大致有以下几种：
[0004] 1)直接比较光谱的方法。这种方法一般使用连续激光作为激发光源，在保持样品 连续的被激发时，直接在不同时刻测量能级的发光光谱，将得到的一系列光谱放在一起进 行比较，得出发光谱线位置随着时间的变化结果，进而得知能级的非均匀展宽。光谱的测量 方式基本上是利用光栅光谱仪进行分光，并探测物质所发出荧光在各个波长上的强度。但 是由于光栅色分辨能力和探测装置尺寸限制，在测量具有线状谱线的单粒子能级时，很难 得到足够的分辨率。如果使用精度够高的FP腔扫描，则所得的光谱不是同一时刻发出来 的，而且单个粒子能级发出的是单光子，探测为一个波长时都需要累积一定的时间进行计 数，这样无法准确得到谱线的本征线宽，就无法准确说明非均匀展宽的大小。
[0005] 2)光谱分段关联。具体的说，这种方法是利用分光系统，如FP腔从荧光光谱上 滤出不同的部分，进行时间关联的分析，由于时间关联分析仪可以达到几十ps的时间分辨 率，因此这种方法可以观测亚纳秒时间内的环境扰动造成的能级光谱非均匀展宽。
[0006] 以上两种方法，由于涉及到直接探测能级发光的实际光谱，在研究级联辐射的最 上能级展宽时受到限制。因为级联辐射过程发出的第一个光子光谱展宽是最上能级与中间 能级的展宽之和，仅从光谱上无法去掉中间能级展宽的影响，因此无法直接得到最上能级 的非均匀展宽。
【发明内容】
[0007] 本发明的目的是提供一种测量级联辐射过程中最上能级非均匀展宽的装置，扩展 了能级研究的范围。
[0008] 本发明的目的是通过以下技术方案实现的：
[0009] -种测量级联辐射过程中最上能级非均匀展宽的装置，该装置包括=Franson型 干涉仪系统与反馈控制系统；
[0010] 级联福射过程发出的光子对经过所述Franson型干涉仪系统，由所述Franson型 干涉仪系统探测光子对的双光子关联信号，从而获得Franson干涉仪系统的干涉条纹，通 过改变Franson型干涉仪系统的臂长差，读取各种情况下fanson干涉可见度的大小，从而 获得最上能级非均匀展宽的情况；
[0011] 所述反馈控制系统，用于计算Franson型干涉仪系统的相位差的变化，以保持 Franson型干涉仪系统的相对稳定。
[0012] 进一步的，所述Franson型干涉仪系统包括：偏振片、第一与第二半波片、第一与 第二偏振分束器、第一与第二四分之一波片、第一与第二全反射镜、第一与第二相位片、第 一与第二单光子探测器，以及时间关联分析仪；其中：
[0013] 射入所述Franson型干涉仪中的级联辐射光子对在空间上平行分开，经由偏振片 和第一半波片后，被第一偏振分束器上分为两束；其中的反射光经由第一四分之一波片射 入第一全反射镜，并被第一全反射镜反射后按原路返回至第一偏振分束器，经第一偏振分 束器透射至第二半波片；其中的透射光经由第二四分之一波片后，再分别经过第一相位片 与第二相位片射入第二全反射镜，并被第二全反射镜反射后按原路返回至第一偏振分束 器，经第一偏振分束器反射至第二半波片；
[0014] 经第一偏振分束器透射与反射至第二半波片的两束光合在一起，再经由第二偏振 分束器后分别由第一与第二单光子探测器接收；
[0015] 第一与第二单光子探测器接收并探测后，产生相应的单光子脉冲信号，并输入至 时间关联分析仪，经时间关联分析仪分析后，获得Franson干涉仪系统的干涉条纹。
[0016] 进一步的，所述Franson型干涉仪系统还包括：平移台；
[0017] 平移台上固定设置第二全反射镜，通过调节平移台来改变Franson型干涉仪系统 的臂长差。
[0018] 进一步的，所述反馈控制系统包括：半导体连续激光器、第三与第四单光子探测 器、反馈电路与精密平移台；其中：
[0019] 所述半导体连续激光器发出一个相干长度远大于Franson型干涉仪系统的臂长 差的连续激光，经过衰减后，从空间上与级联辐射过程的光子对分开，入射到第二偏振分束 器；
[0020] -部分光被第二偏振分束器反射至第三探测器，由第三探测器接收探测，产生的 光电信号作为参考激光输入至反馈回路；
[0021] 另一部分光被第二偏振分束器透射至第二半波片后射入第一偏振分束器，被第一 偏振分束器上分为两束；其中的反射光经由第二四分之一波片后，再分别经过第一相位片 与第二相位片射入第二全反射镜，并被第二全反射镜反射后按原路返回至第一偏振分束 器，经第一偏振分束器透射至第一半波片；其中的透射光经由第一四分之一波片射入第一 全反射镜，并被第一全反射镜反射后按原路返回至第一偏振分束器，经第一偏振分束器反 射至第一半波片；
[0022] 经第一偏振分束器透射与反射至第一半波片的两束光合在一起，再经由偏振片后 被第四探测器接受探测，形成光电信号，输入至反馈回路；
[0023] 所述反馈回路对第三探测器与第四探测器输入的光电信号进行分析处理，获得干 涉强度的变化，并将结果反馈至精密平移台；
[0024] 由精密平移台根据接收的结果进行平移调节，来带动置于其上的第一全反射镜平 移，以保持Franson型干涉仪系统的相对稳定，使干涉强度保持稳定。
[0025] 由上述本发明提供的技术方案可以看出，测量级联辐射过程的最上能级非均匀展 宽时，不涉及发出光子的光谱，仅由最上能级展宽决定了双光子Franson干涉的可见度，因 此可以直接测量出级联辐射最上能级的非均匀展宽，从而扩展了能级研究的范围。
【附图说明】
[0026] 为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用 的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本 领域的普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他 附图。
[0027] 图1为本发明实施例一提供的一种测量级联辐射过程中最上能级非均匀展宽的 装置的结构示意图；
[0028] 图2为本发明实施例二提供的一种级联福射光子对的焚光光谱不意图；
[0029] 图3为本发明实施例三提供的一种级联辐射光子对互关联函数的测量示意图；
[0030] 图4为本发明实施例三提供的级联辐射光子对Franson型干涉仪系统干涉现象的 示意图；
[0031] 图5为本发明实施例三提供的级联辐射光子对Franson型干涉仪系统干涉强度与 光路相位的关系的不意图；
[0032] 图6为本发明实施例三提供的级联辐射光子对Franson型干涉仪系统干涉可见度 与干涉仪臂长差的关系的示意图。
【具体实施方式】
[0033] 下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整 地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本 发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施 例，都属于本发明的保护范围。
[0034] 实施例一
[0035] 本发