Abstract

Polarization independent bends and beam splitters for transverse electric (TE) and transverse magnetic (TM) polarizations have been demonstrated in two-dimensional (2D) photonic crystals (PhCs). In virtuel of equi-frequency contour analysis and finite-difference time-domain calculations, self-collimation behaviors for TE- and TM-polarizations are achieved at the same frequency. Simulation results show a 90-degree bend with 90% efficiency and beam splitters with about 96% total efficiency for both TE- and TM-polarizations, where the light is self-guided by the self-collimation effect. Such bends and beam splitters are expected to play important roles in optical devices where polarization insensitivity is needed.

© 2007 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |

  1. A. Chutinan and S. Noda, Phys. Rev. B 62, 4488 (2000).
  2. M. Notomi, A. Shinya, K. Yamada, J. Takahashi, C. Takahashi, and I. Yokohama, IEEE J. Quantum Electron. 38, 736 (2002).
  3. M. Bayindir, B. Temelkuran, and E. Ozbay, Appl. Phys. Lett. 77, 3902 (2000).
  4. X. Yu and S. Fan, Appl. Phys. Lett. 83, 3251 (2003).
  5. S.-G. Lee, S. S. Oh, J.-E. Kim, H. Y. Park, and C.-S. Kee, Appl. Phys. Lett. 87, 181106 (2005).
  6. D. W. Prather, C. Chen, S. Shi, B. Miao, D. Pustai, S. Venkataraman, A. S. Sharkawy, G. J. Schneider, and J. A. Murakowski, Proc. SPIE 5360, 175 (2004).
  7. D. M. Pustai, S. Shi, C. Chen, A. Sharkawy, and D. W. Prather, Opt. Express 12, 1823 (2004).
  8. D. W. Prather, S. Shi, J. Murakowski, G. J. Schneider, A. Sharkawy, C. Chen, B. Miao, and R. Martin, J. Phys. D 40, 2635 (2007).
  9. H. Kosaka, T. Kawashima, A. Tomita, M. Notomi, T. Tamamura, T. Sato, and S. Kawakami, Appl. Phys. Lett. 74, 1212 (1999).
  10. J. Witzens, M. Loncar, and A. Scherer, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 8, 1246 (2002).
  11. P. T. Rakich, M. S. Dahlem, S. Tandon, M. Ibanescu, M. Soljacic, G. S. Petrich, J. D. Joannopoulos, L. A. Kolodziejski, and E. P. Ippen, Nat. Mater. 5, 93 (2006).
  12. D. N. Chigrin, S. Enoch, C. M. S. Torres, and G. Tayeb, Opt. Express 11, 1203 (2003).
  13. R. Iliew, C. Etrich, U. Peschel, F. Lederer, M. Augustin, H.-J. Fuchs, D. Schelle, E.-B. Kley, S. Nolte, and A. Tunnermann, Appl. Phys. Lett. 85, 5854 (2004).
  14. H. Chen, Z. Li, W. Liu, F. Yang, S. Feng, and H. Zheng, Opt. Commun. 262, 120 (2006).
  15. C. Chen, A. Sharkawy, D. M. Pustai, S. Shi, and D. W. Prather, Opt. Express. 11, 3153 (2003).
  16. X. Shen, K. Han, Y. Shen, H. Li, Y. Wu, and G. Tang, Phys. Lett. A 369, 524 (2007).
  17. E. Lidorikis, M. L. Povinelli, S. G. Johnson, and J. D. Joannopoulos, Phy. Rev. Lett. 91, 023902 (2003).
  18. T. Barwicz, M. R. Watts, M. A. Popovic, P. T. Rakich, L. Socci, F. X. Kartner, E. P. Ippen, and H. I. Smith, Nat. Photon. 1, 57 (2007).
  19. Z. Li, H. Chen, Z. Song, F. Yang, and S. Feng, Appl. Phys. Lett. 85, 4834 (2004).
  20. Y. Y. Li, P. F. Gu, J. L. Zhang, M. Y. Li, and X. Liu, Appl. Phys. Lett. 88, 151911 (2006).

2007 (3)

D. W. Prather, S. Shi, J. Murakowski, G. J. Schneider, A. Sharkawy, C. Chen, B. Miao, and R. Martin, J. Phys. D 40, 2635 (2007).

X. Shen, K. Han, Y. Shen, H. Li, Y. Wu, and G. Tang, Phys. Lett. A 369, 524 (2007).

T. Barwicz, M. R. Watts, M. A. Popovic, P. T. Rakich, L. Socci, F. X. Kartner, E. P. Ippen, and H. I. Smith, Nat. Photon. 1, 57 (2007).

2006 (3)

P. T. Rakich, M. S. Dahlem, S. Tandon, M. Ibanescu, M. Soljacic, G. S. Petrich, J. D. Joannopoulos, L. A. Kolodziejski, and E. P. Ippen, Nat. Mater. 5, 93 (2006).

H. Chen, Z. Li, W. Liu, F. Yang, S. Feng, and H. Zheng, Opt. Commun. 262, 120 (2006).

Y. Y. Li, P. F. Gu, J. L. Zhang, M. Y. Li, and X. Liu, Appl. Phys. Lett. 88, 151911 (2006).

2005 (1)

S.-G. Lee, S. S. Oh, J.-E. Kim, H. Y. Park, and C.-S. Kee, Appl. Phys. Lett. 87, 181106 (2005).

2004 (4)

D. W. Prather, C. Chen, S. Shi, B. Miao, D. Pustai, S. Venkataraman, A. S. Sharkawy, G. J. Schneider, and J. A. Murakowski, Proc. SPIE 5360, 175 (2004).

R. Iliew, C. Etrich, U. Peschel, F. Lederer, M. Augustin, H.-J. Fuchs, D. Schelle, E.-B. Kley, S. Nolte, and A. Tunnermann, Appl. Phys. Lett. 85, 5854 (2004).

Z. Li, H. Chen, Z. Song, F. Yang, and S. Feng, Appl. Phys. Lett. 85, 4834 (2004).

D. M. Pustai, S. Shi, C. Chen, A. Sharkawy, and D. W. Prather, Opt. Express 12, 1823 (2004).

2003 (4)

D. N. Chigrin, S. Enoch, C. M. S. Torres, and G. Tayeb, Opt. Express 11, 1203 (2003).

E. Lidorikis, M. L. Povinelli, S. G. Johnson, and J. D. Joannopoulos, Phy. Rev. Lett. 91, 023902 (2003).

C. Chen, A. Sharkawy, D. M. Pustai, S. Shi, and D. W. Prather, Opt. Express. 11, 3153 (2003).

X. Yu and S. Fan, Appl. Phys. Lett. 83, 3251 (2003).

2002 (2)

M. Notomi, A. Shinya, K. Yamada, J. Takahashi, C. Takahashi, and I. Yokohama, IEEE J. Quantum Electron. 38, 736 (2002).

J. Witzens, M. Loncar, and A. Scherer, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 8, 1246 (2002).

2000 (2)

M. Bayindir, B. Temelkuran, and E. Ozbay, Appl. Phys. Lett. 77, 3902 (2000).

A. Chutinan and S. Noda, Phys. Rev. B 62, 4488 (2000).

1999 (1)

H. Kosaka, T. Kawashima, A. Tomita, M. Notomi, T. Tamamura, T. Sato, and S. Kawakami, Appl. Phys. Lett. 74, 1212 (1999).

Appl. Phys. Lett. (7)

M. Bayindir, B. Temelkuran, and E. Ozbay, Appl. Phys. Lett. 77, 3902 (2000).

X. Yu and S. Fan, Appl. Phys. Lett. 83, 3251 (2003).

S.-G. Lee, S. S. Oh, J.-E. Kim, H. Y. Park, and C.-S. Kee, Appl. Phys. Lett. 87, 181106 (2005).

H. Kosaka, T. Kawashima, A. Tomita, M. Notomi, T. Tamamura, T. Sato, and S. Kawakami, Appl. Phys. Lett. 74, 1212 (1999).

R. Iliew, C. Etrich, U. Peschel, F. Lederer, M. Augustin, H.-J. Fuchs, D. Schelle, E.-B. Kley, S. Nolte, and A. Tunnermann, Appl. Phys. Lett. 85, 5854 (2004).

Z. Li, H. Chen, Z. Song, F. Yang, and S. Feng, Appl. Phys. Lett. 85, 4834 (2004).

Y. Y. Li, P. F. Gu, J. L. Zhang, M. Y. Li, and X. Liu, Appl. Phys. Lett. 88, 151911 (2006).

IEEE J. Quantum Electron. (1)

M. Notomi, A. Shinya, K. Yamada, J. Takahashi, C. Takahashi, and I. Yokohama, IEEE J. Quantum Electron. 38, 736 (2002).

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. (1)

J. Witzens, M. Loncar, and A. Scherer, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 8, 1246 (2002).

J. Phys. D (1)

D. W. Prather, S. Shi, J. Murakowski, G. J. Schneider, A. Sharkawy, C. Chen, B. Miao, and R. Martin, J. Phys. D 40, 2635 (2007).

Nat. Mater. (1)

P. T. Rakich, M. S. Dahlem, S. Tandon, M. Ibanescu, M. Soljacic, G. S. Petrich, J. D. Joannopoulos, L. A. Kolodziejski, and E. P. Ippen, Nat. Mater. 5, 93 (2006).

Nat. Photon. (1)

T. Barwicz, M. R. Watts, M. A. Popovic, P. T. Rakich, L. Socci, F. X. Kartner, E. P. Ippen, and H. I. Smith, Nat. Photon. 1, 57 (2007).

Opt. Commun. (1)

H. Chen, Z. Li, W. Liu, F. Yang, S. Feng, and H. Zheng, Opt. Commun. 262, 120 (2006).

Opt. Express (2)

Opt. Express. (1)

C. Chen, A. Sharkawy, D. M. Pustai, S. Shi, and D. W. Prather, Opt. Express. 11, 3153 (2003).

Phy. Rev. Lett. (1)

E. Lidorikis, M. L. Povinelli, S. G. Johnson, and J. D. Joannopoulos, Phy. Rev. Lett. 91, 023902 (2003).

Phys. Lett. A (1)

X. Shen, K. Han, Y. Shen, H. Li, Y. Wu, and G. Tang, Phys. Lett. A 369, 524 (2007).

Phys. Rev. B (1)

A. Chutinan and S. Noda, Phys. Rev. B 62, 4488 (2000).

Proc. SPIE (1)

D. W. Prather, C. Chen, S. Shi, B. Miao, D. Pustai, S. Venkataraman, A. S. Sharkawy, G. J. Schneider, and J. A. Murakowski, Proc. SPIE 5360, 175 (2004).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.