研究目的
为展示产生具有高度抑制背景的共线不可区分X射线光子对,信噪比提升两个数量级。
研究成果
该实验通过采用一种泵浦光与出射光子夹角接近90度且泵浦偏振位于散射平面内的几何构型,成功展示了具有可忽略本底噪声的X射线光子对产生。该方法使得观测X射线领域的量子光学效应(如Hong-Ou-Mandel效应)成为可能,并为X射线量子光学研究开辟了新途径。
研究不足
实验中的偏差角受限于探测器的物理尺寸,这限制了相位匹配的可能性。理论模型假设泵浦光为平面波,而实际上其具有有限宽度,导致理论与实验之间的符合计数率出现差异。
1:实验设计与方法选择:
通过参量下转换(PDC)产生X射线光子对,通过将探测器与泵浦光束之间的角度设置为接近90度(泵浦偏振位于散射平面内),以最小化康普顿和布拉格散射的背景干扰。
2:样本选择与数据来源:
使用高质量金刚石晶体作为非线性介质,由单色泵浦光束(光子能量为21 keV)照射。
3:实验设备与材料清单:
实验装置包括金刚石晶体、硅漂移探测器和符合电子学系统。
4:实验步骤与操作流程:
生成信号光子和闲频光子由两个距离晶体800毫米的硅漂移探测器收集。符合电子学系统记录在370纳秒时间窗口内击中两个探测器的光子。
5:数据分析方法:
通过应用光子能量滤波器分析数据,其中两个探测器的能量总和等于泵浦能量(能量窗口为500电子伏特)。
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