Abstract

The lasing properties of an oval-shaped resonant cavity (ORC) with a continuously variable aspect ratio have been studied. The ORC was formed with a dye-doped pendant drop placed inside a variable static electric field. When the drop ORC was pumped by a nitrogen laser, lasing from the ORC was found to have strong directional emission characteristics and an intensity enhancement factor as great as 19.5. Calculated results of light rays escaping from ORC’s by refraction are in good agreement with the experimental data.

© 2000 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1991); T. Baba, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 808 (1997).
    [CrossRef]
  2. A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. L. McCall, S. J. Pearton, and W. S. Hobson, Appl. Phys. Lett. 62, 2021 (1993).
    [CrossRef]
  3. S.-X. Qian, J. B. Snow, H.-M. Tzeng, and R. K. Chang, Science 231, 486 (1986).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. L. McCall, J. L. Glass, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 62, 561 (1993).
    [CrossRef]
  5. J. U. Nöckel, A. D. Stone, and R. K. Chang, Opt. Lett. 19, 1693 (1994).
    [CrossRef]
  6. J. U. Nöckel and A. D. Stone, in Optical Processes in Microcavities, R. K. Chang and A. J. Campillo, eds. (World Scientific, Singapore, 1995).
  7. A. Mekis, J. U. Nöckel, G. Chen, A. D. Stone, and R. K. Chang, Phys. Rev. Lett. 75, 2682 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. J. U. Nöckel, A. D. Stone, G. Chen, H. Grossman, and R. K. Change, Opt. Lett. 21, 1609 (1996).
    [CrossRef]
  9. J. U. Nöckel and A. D. Stone, Nature 385, 45 (1997).
    [CrossRef]
  10. C. Gmachl, F. Capasso, E. E. Narimanov, J. U. Nöckel, A. D. Stone, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Science 280, 1556 (1998).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. P. H. Ng, M. Y. Tse, and W. K. Lee, J. Opt. Soc. Am. B 15, 2782 (1998), and references therein.
    [CrossRef]
  12. S. Chang, N. B. Rex, and R. K. Chang, J. Opt. Soc. Am. B 18, 1224 (1999).
    [CrossRef]
  13. T. S. Fahlen and H. C. Bryant, J. Opt. Soc. Am. 58, 304 (1968).
    [CrossRef]
  14. A. L. Schawlow and C. H. Townes, Phys. Rev. 112, 1940 (1958).
    [CrossRef]

1999 (1)

S. Chang, N. B. Rex, and R. K. Chang, J. Opt. Soc. Am. B 18, 1224 (1999).
[CrossRef]

1998 (2)

C. Gmachl, F. Capasso, E. E. Narimanov, J. U. Nöckel, A. D. Stone, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Science 280, 1556 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

P. H. Ng, M. Y. Tse, and W. K. Lee, J. Opt. Soc. Am. B 15, 2782 (1998), and references therein.
[CrossRef]

1997 (1)

J. U. Nöckel and A. D. Stone, Nature 385, 45 (1997).
[CrossRef]

1996 (1)

1995 (1)

A. Mekis, J. U. Nöckel, G. Chen, A. D. Stone, and R. K. Chang, Phys. Rev. Lett. 75, 2682 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

1994 (1)

1993 (2)

A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. L. McCall, S. J. Pearton, and W. S. Hobson, Appl. Phys. Lett. 62, 2021 (1993).
[CrossRef]

A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. L. McCall, J. L. Glass, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 62, 561 (1993).
[CrossRef]

1991 (1)

S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1991); T. Baba, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 808 (1997).
[CrossRef]

1986 (1)

S.-X. Qian, J. B. Snow, H.-M. Tzeng, and R. K. Chang, Science 231, 486 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

1968 (1)

1958 (1)

A. L. Schawlow and C. H. Townes, Phys. Rev. 112, 1940 (1958).
[CrossRef]

Bryant, H. C.

Capasso, F.

C. Gmachl, F. Capasso, E. E. Narimanov, J. U. Nöckel, A. D. Stone, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Science 280, 1556 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

Chang, R. K.

S. Chang, N. B. Rex, and R. K. Chang, J. Opt. Soc. Am. B 18, 1224 (1999).
[CrossRef]

A. Mekis, J. U. Nöckel, G. Chen, A. D. Stone, and R. K. Chang, Phys. Rev. Lett. 75, 2682 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

J. U. Nöckel, A. D. Stone, and R. K. Chang, Opt. Lett. 19, 1693 (1994).
[CrossRef]

S.-X. Qian, J. B. Snow, H.-M. Tzeng, and R. K. Chang, Science 231, 486 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Chang, S.

S. Chang, N. B. Rex, and R. K. Chang, J. Opt. Soc. Am. B 18, 1224 (1999).
[CrossRef]

Change, R. K.

Chen, G.

J. U. Nöckel, A. D. Stone, G. Chen, H. Grossman, and R. K. Change, Opt. Lett. 21, 1609 (1996).
[CrossRef]

A. Mekis, J. U. Nöckel, G. Chen, A. D. Stone, and R. K. Chang, Phys. Rev. Lett. 75, 2682 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Cho, A. Y.

C. Gmachl, F. Capasso, E. E. Narimanov, J. U. Nöckel, A. D. Stone, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Science 280, 1556 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

Fahlen, T. S.

Faist, J.

C. Gmachl, F. Capasso, E. E. Narimanov, J. U. Nöckel, A. D. Stone, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Science 280, 1556 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

Glass, J. L.

A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. L. McCall, J. L. Glass, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 62, 561 (1993).
[CrossRef]

Gmachl, C.

C. Gmachl, F. Capasso, E. E. Narimanov, J. U. Nöckel, A. D. Stone, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Science 280, 1556 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

Grossman, H.

Hobson, W. S.

A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. L. McCall, S. J. Pearton, and W. S. Hobson, Appl. Phys. Lett. 62, 2021 (1993).
[CrossRef]

Lee, W. K.

Levi, A. F. J.

A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. L. McCall, J. L. Glass, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 62, 561 (1993).
[CrossRef]

A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. L. McCall, S. J. Pearton, and W. S. Hobson, Appl. Phys. Lett. 62, 2021 (1993).
[CrossRef]

S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1991); T. Baba, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 808 (1997).
[CrossRef]

Logan, R. A.

A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. L. McCall, J. L. Glass, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 62, 561 (1993).
[CrossRef]

S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1991); T. Baba, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 808 (1997).
[CrossRef]

McCall, S. L.

A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. L. McCall, J. L. Glass, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 62, 561 (1993).
[CrossRef]

A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. L. McCall, S. J. Pearton, and W. S. Hobson, Appl. Phys. Lett. 62, 2021 (1993).
[CrossRef]

S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1991); T. Baba, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 808 (1997).
[CrossRef]

Mekis, A.

A. Mekis, J. U. Nöckel, G. Chen, A. D. Stone, and R. K. Chang, Phys. Rev. Lett. 75, 2682 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Narimanov, E. E.

C. Gmachl, F. Capasso, E. E. Narimanov, J. U. Nöckel, A. D. Stone, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Science 280, 1556 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

Ng, P. H.

Nöckel, J. U.

C. Gmachl, F. Capasso, E. E. Narimanov, J. U. Nöckel, A. D. Stone, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Science 280, 1556 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

J. U. Nöckel and A. D. Stone, Nature 385, 45 (1997).
[CrossRef]

J. U. Nöckel, A. D. Stone, G. Chen, H. Grossman, and R. K. Change, Opt. Lett. 21, 1609 (1996).
[CrossRef]

A. Mekis, J. U. Nöckel, G. Chen, A. D. Stone, and R. K. Chang, Phys. Rev. Lett. 75, 2682 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

J. U. Nöckel, A. D. Stone, and R. K. Chang, Opt. Lett. 19, 1693 (1994).
[CrossRef]

J. U. Nöckel and A. D. Stone, in Optical Processes in Microcavities, R. K. Chang and A. J. Campillo, eds. (World Scientific, Singapore, 1995).

Pearton, S. J.

A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. L. McCall, J. L. Glass, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 62, 561 (1993).
[CrossRef]

A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. L. McCall, S. J. Pearton, and W. S. Hobson, Appl. Phys. Lett. 62, 2021 (1993).
[CrossRef]

S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1991); T. Baba, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 808 (1997).
[CrossRef]

Qian, S.-X.

S.-X. Qian, J. B. Snow, H.-M. Tzeng, and R. K. Chang, Science 231, 486 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Rex, N. B.

S. Chang, N. B. Rex, and R. K. Chang, J. Opt. Soc. Am. B 18, 1224 (1999).
[CrossRef]

Schawlow, A. L.

A. L. Schawlow and C. H. Townes, Phys. Rev. 112, 1940 (1958).
[CrossRef]

Sivco, D. L.

C. Gmachl, F. Capasso, E. E. Narimanov, J. U. Nöckel, A. D. Stone, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Science 280, 1556 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

Slusher, R. E.

A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. L. McCall, J. L. Glass, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 62, 561 (1993).
[CrossRef]

A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. L. McCall, S. J. Pearton, and W. S. Hobson, Appl. Phys. Lett. 62, 2021 (1993).
[CrossRef]

S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1991); T. Baba, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 808 (1997).
[CrossRef]

Snow, J. B.

S.-X. Qian, J. B. Snow, H.-M. Tzeng, and R. K. Chang, Science 231, 486 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Stone, A. D.

C. Gmachl, F. Capasso, E. E. Narimanov, J. U. Nöckel, A. D. Stone, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Science 280, 1556 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

J. U. Nöckel and A. D. Stone, Nature 385, 45 (1997).
[CrossRef]

J. U. Nöckel, A. D. Stone, G. Chen, H. Grossman, and R. K. Change, Opt. Lett. 21, 1609 (1996).
[CrossRef]

A. Mekis, J. U. Nöckel, G. Chen, A. D. Stone, and R. K. Chang, Phys. Rev. Lett. 75, 2682 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

J. U. Nöckel, A. D. Stone, and R. K. Chang, Opt. Lett. 19, 1693 (1994).
[CrossRef]

J. U. Nöckel and A. D. Stone, in Optical Processes in Microcavities, R. K. Chang and A. J. Campillo, eds. (World Scientific, Singapore, 1995).

Townes, C. H.

A. L. Schawlow and C. H. Townes, Phys. Rev. 112, 1940 (1958).
[CrossRef]

Tse, M. Y.

Tzeng, H.-M.

S.-X. Qian, J. B. Snow, H.-M. Tzeng, and R. K. Chang, Science 231, 486 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Appl. Phys. Lett. (3)

S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1991); T. Baba, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 808 (1997).
[CrossRef]

A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. L. McCall, S. J. Pearton, and W. S. Hobson, Appl. Phys. Lett. 62, 2021 (1993).
[CrossRef]

A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. L. McCall, J. L. Glass, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 62, 561 (1993).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. (1)

J. Opt. Soc. Am. B (2)

Nature (1)

J. U. Nöckel and A. D. Stone, Nature 385, 45 (1997).
[CrossRef]

Opt. Lett. (2)

Phys. Rev. (1)

A. L. Schawlow and C. H. Townes, Phys. Rev. 112, 1940 (1958).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (1)

A. Mekis, J. U. Nöckel, G. Chen, A. D. Stone, and R. K. Chang, Phys. Rev. Lett. 75, 2682 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Science (2)

C. Gmachl, F. Capasso, E. E. Narimanov, J. U. Nöckel, A. D. Stone, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Science 280, 1556 (1998).
[CrossRef] [PubMed]

S.-X. Qian, J. B. Snow, H.-M. Tzeng, and R. K. Chang, Science 231, 486 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Other (1)

J. U. Nöckel and A. D. Stone, in Optical Processes in Microcavities, R. K. Chang and A. J. Campillo, eds. (World Scientific, Singapore, 1995).

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.


Figures (4)

Fig. 1
Fig. 1

Images of the lasing PD: (a) E=0, (c) E=2000 V/cm; (b), (d), the respective light-intensity profiles along the x direction in the EP. The inset indicates the pump position; the ellipse is the EP of the drop. The EF is along the x direction.

Fig. 2
Fig. 2

Major and minor axes of the equatorial cross section of the PD. The curves are the quadratic fits. Thick curve, e versus E.

Fig. 3
Fig. 3

Experimental η versus e . The solid and the dashed curves are the calculated η with and without evanescent leakage, respectively. Inset, observed far-field distribution of lasing light; dotted line, fluorescent light intensity.

Fig. 4
Fig. 4

Calculated R versus e for several values of χ0. Thick curve, Rt versus e.

Metrics