穩態PL、穩態極化PL、TRPL、極化TRPL、TR和TRKR是用於(yu) 研究InSe載流子動力學的主要方法。有了這些工具，就有可能獲得大量關(guan) 於(yu) InSe係統的信息，以便更好地理解它們(men) 的基本光學自旋特性。
實現磁光技術研究InSe光自旋動力學
在圖1中可以看到至少采用其中一種光學測量的實驗裝置。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。偏振PL的一般光學設置如圖1a所示。在輸入端，有一個(ge) 短通濾波器(SPass)，一個(ge) 線性偏振器(LP)和一個(ge) 四分之一波片(QWP)。然後，圓形或線性極化光束通過50:50的分束器(BS)，其中50%被引導到attoDRY2100磁光低溫恒溫器(1.7 K基溫，9 T超導磁鐵)內(nei) 的物鏡。然後，從(cong) 樣品(S)反射的光束通過圓偏振收集光學元件(QWP和LP)，用長通濾光片(LPass)過濾，然後聚焦到光纖上，該光纖通向帶有ccd相機(Andor)的750毫米光譜儀(yi) 。采用可調諧連續波光源進行光激發。
圖1.a)是極化PL設置。在輸入端和輸出端分別加一個(ge) 短通(SPass)和長通(LPass)來降低泵浦激光噪聲。在收集方麵，光纖可以通向光譜儀(yi) 或單光子計數器。泵浦探針時間分辨裝置b)有一個(ge) FM(翻轉鏡)，可用於(yu) 在TR(光電二極管)和TRKR(平衡光電二極管)測量之間切換。S是樣本的縮寫(xie) 。
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)。該係統的溫度範圍為(wei) 1.5 - 350k，磁場達到7t。對於(yu) 光學訪問，有七個(ge) 側(ce) 窗和一個(ge) 頂窗。樣品階段為(wei) 半徑6厘米，而超導磁體(ti) 內(nei) 緣之間的空間為(wei) 9厘米，這為(wei) 定製件提供了充足的空間(圖2c)。該係統的特性允許多種磁光實驗配置。因此，泵探針測量和TRPL測量使用這個(ge) 多功能係統進行。可調諧的76 MHz Ti:Sapphire激光器(700 - 980 nm)用於(yu) 所有時間分辨測量，無論是作為(wei) 主要激光源還是作為(wei) 可調諧光學參量振蕩器(OPO)的泵浦，OPO是一個(ge) 可見的(580 - 700 nm)脈衝(chong) 激光腔。
在進行TRPL或偏振TRPL測量時，在OptiCool中使用了與(yu) 穩態偏振PL測量(圖1a)類似的設置。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約4µm的光斑尺寸。對於(yu) TRPL測量，設置了輸入和收集的QWPs，以便通過它們(men) 的光將是線性的。不是將光收集到通往光譜儀(yi) 的光纖中，而是通過通往微光子器件(MPD)單光子計數器的光纖收集光。它連接到一個(ge) 時間相關(guan) 的單光子計數模塊HydraHarp 400，該模塊被輸入Ti:藍寶石激光(76 MHz)的重複頻率，以觸發光子計數進行時間分辨測量。
圖2.量子設計国产黄色在线观看的OptiCool有幾個(ge) 對各種實驗有用的功能a)。也有額外的附加組件，如低工作距離窗口b)。這個(ge) 窗口可以用來取代標準的頂部窗口。側(ce) 窗通道和頂窗通道的定製部件可以在c)中看到。這也允許樣品與(yu) 磁場(7 T)垂直(側(ce) 安裝)或平行(頂安裝)測量。
對於(yu) 泵-探頭時間分辨測量方案(圖1b)，使用50:50的板分束器來創建泵臂和探頭臂。泵浦與(yu) 探測光束之間的時間間隔由機械延遲線控製。在半反射鏡(HM)上入射前，用波片調節泵的偏振。HM允許泵與(yu) 探測光束平行排列，但空間間隔為(wei) 1英寸。從(cong) OptiCool低溫恒溫器的外窗到中心的距離大約為(wei) 15 cm。使用焦距為(wei) 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。這裏的字段與(yu) 設定值的偏差小於(yu) 1%。在這個(ge) Voigt幾何中，泵和探頭光束的典型尺寸分別為(wei) 65µm和30µm。因此，橫向尺寸至少為(wei) 60 μ m × 60 μ m的樣品可以獲得zui佳信號。
在光束被樣品反射後，它們(men) 可以被引導到單個(ge) 光電二極管或使用翻轉安裝鏡(FM)的平衡光電二極管。單光電二極管用於(yu) TR，平衡光電二極管用於(yu) TRKR。對於(yu) TR，使用半波片(HWP)使泵相對於(yu) 探頭交叉極化。收集後，線性偏振器(LP)被定向濾除任何泵浦散射之前，剩餘(yu) 的光進入單個(ge) 光電二極管。對於(yu) TRKR, QWP用於(yu) 將泵設置為(wei) 圓形螺旋之一。經過反射後，調頻向下翻轉，光束通過HWP和格蘭(lan) -湯普森(GT)偏振器。對於(yu) 這兩(liang) 種測量技術，泵被斬波在100千赫，而探頭解調與(yu) 一個(ge) 鎖定放大器。為(wei) 了降低TRKR測量中的噪聲，探頭也在1khz被切碎，100 kHz的解調進入1khz的第二個(ge) 解調器，以過濾掉泵浦散射產(chan) 生的意外信號。
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