通常情況下,我們使用溶解在甲醇或者乙二醇(均可作為熱浴或者粒子庫)中的羅丹明6G染料。微腔截止能量(反射鏡間距)由PZT主動控制。
實驗
對黑體輻射而言,將光子盒冷卻到低溫下,并不會引起B(yǎng)EC。根據普朗克定律,當降低光子的溫度時,它會從系統(tǒng)中消失。為了克服這個物理上的瓶頸,我們在充滿染料的、反射鏡間距在波長量級的光學微腔中捕獲光子氣體,可同時提供光子數保持的熱化過程及顯著的光子氣體基態(tài)。
我們的光學微腔包括2個球面介質膜反射鏡,其反射率高于99.9975%,間隔1.5 µm(圖1)。自由譜范圍超出了腔內所用染料溶劑的熒光的譜寬,有效地抑制了縱向的自由度,使系統(tǒng)成為二維系統(tǒng)[2]。所用的溶解在甲醇中的若丹明6G染料,量子效率近100%,發(fā)射光譜范圍550nm-600nm。
當腔體發(fā)射光基模沿著光軸傳輸時,高階橫模發(fā)散角更大,將整個光子氣體正確的成像在探測器上是非常有挑戰(zhàn)的。
我們使用532nm附近波長的泵浦激光器來激發(fā)染料分子。對有機染料的持續(xù)泵浦,引發(fā)了三重態(tài)的激發(fā),減弱了系統(tǒng)的發(fā)光。激光經聲光斬波為500ns(典型)脈寬,100Hz以下的脈沖。一次激發(fā),離開腔體的光子數在1E7量級。
圖2: a) 微腔發(fā)光圖片。基模(白色)疊加于熱光子云之上。所示圖片拍攝時EM增益設為250,以用足像素的滿阱容量。 b) 水平方向分布。數據具備足夠的信噪比和可忽略的噪聲本底,清晰展現(xiàn)了熱光子云和高度布居凝聚模式的雙模疊加分布。
參考文獻:
J. Klärs, J. Schmitt, F. Vewinger & M. Weitz, Nature 468, 545 (2010)
J. Klärs, J. Schmitt, T. Damm, F. Vewinger & M. Weitz, Appl. Phys. B 105, 17 (2011)