Abstract

The resonance patterns and lasing modes in a spiral-shaped dielectric microcavity are investigated through passive and active medium calculations. We find that the high-Q resonance modes are whispering-gallery-like modes, and these resonance modes can be easily excited as lasing modes. We also find that the quasi-scarred resonance mode, which shows strong directional emission beams from the cavity boundary, can be excited with selectively applied external pumping. Through a spectral analysis of the time evolution of the light field, the competition between these lasing modes is discussed.

© 2006 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R.K.Chang and A.J.Campillo, eds., Optical Processes in Microcavities (World Scientific, 1996).
  2. K.Vahala, ed., Optical Microcavities (World Scientific, 2004).
  3. S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1992).
    [CrossRef]
  4. R. E. Slusher, A. F. J. Levi, U. Mohideen, S. L. McCall, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 63, 1310 (1993).
    [CrossRef]
  5. L. Collot, V. Lefevreseguin, M. Brune, J. M. Raimond, and S. Haroche, Europhys. Lett. 23, 327 (1993).
  6. T. Harayama, P. Davis, and K. S. Ikeda, Phys. Rev. Lett. 90, 063901 (2003).
    [CrossRef]
  7. T. Harayama, T. Fukushima, S. Sunada, and K. S. Ikeda, Phys. Rev. Lett. 91, 073903 (2003).
    [CrossRef]
  8. S.-Y. Lee, M. S. Kurdoglyan, S. Rim, and C.-M. Kim, Phys. Rev. A 70, 023809 (2004).
    [CrossRef]
  9. J. U. Nöckel and A. D. Stone, Nature 385, 45 (1997).
    [CrossRef]
  10. J. Wiersig, Phys. Rev. A 67, 023807 (2003).
    [CrossRef]
  11. M. S. Kurdoglyan, S.-Y. Lee, S. Rim, and C.-M. Kim, Opt. Lett. 29, 2758 (2004).
    [CrossRef]
  12. G. D. Chern, H. E. Tureci, A. D. Stone, R. K. Chang, M. Kneissl, and N. M. Johnson, Appl. Phys. Lett. 83, 1710 (2003).
    [CrossRef]
  13. F. Courvoisier, V. Boutou, J. P. Wolf, R. K. Chang, and J. Zyss, Opt. Lett. 30, 738 (2005).
    [CrossRef]
  14. S.-Y. Lee, S. Rim, J.-W. Ryu, T.-Y. Kwon, M. Choi, and C.-M. Kim, Phys. Rev. Lett. 93, 164102 (2004).
    [CrossRef]
  15. J. Wiersig, J. Opt. A, Pure Appl. Opt. 5, 53 (2003).
    [CrossRef]
  16. The relation between the Q factor and the complex wavenumber nkR is given by Q=?Re[nkr0]/2Im[nkr0].
  17. H. G. Schuster, Deterministic Chaos (VCH, 1995).

2005 (1)

2004 (4)

M. S. Kurdoglyan, S.-Y. Lee, S. Rim, and C.-M. Kim, Opt. Lett. 29, 2758 (2004).
[CrossRef]

S.-Y. Lee, S. Rim, J.-W. Ryu, T.-Y. Kwon, M. Choi, and C.-M. Kim, Phys. Rev. Lett. 93, 164102 (2004).
[CrossRef]

K.Vahala, ed., Optical Microcavities (World Scientific, 2004).

S.-Y. Lee, M. S. Kurdoglyan, S. Rim, and C.-M. Kim, Phys. Rev. A 70, 023809 (2004).
[CrossRef]

2003 (5)

T. Harayama, P. Davis, and K. S. Ikeda, Phys. Rev. Lett. 90, 063901 (2003).
[CrossRef]

T. Harayama, T. Fukushima, S. Sunada, and K. S. Ikeda, Phys. Rev. Lett. 91, 073903 (2003).
[CrossRef]

J. Wiersig, J. Opt. A, Pure Appl. Opt. 5, 53 (2003).
[CrossRef]

J. Wiersig, Phys. Rev. A 67, 023807 (2003).
[CrossRef]

G. D. Chern, H. E. Tureci, A. D. Stone, R. K. Chang, M. Kneissl, and N. M. Johnson, Appl. Phys. Lett. 83, 1710 (2003).
[CrossRef]

1997 (1)

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

1996 (1)

R.K.Chang and A.J.Campillo, eds., Optical Processes in Microcavities (World Scientific, 1996).

1995 (1)

H. G. Schuster, Deterministic Chaos (VCH, 1995).

1993 (2)

R. E. Slusher, A. F. J. Levi, U. Mohideen, S. L. McCall, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 63, 1310 (1993).
[CrossRef]

L. Collot, V. Lefevreseguin, M. Brune, J. M. Raimond, and S. Haroche, Europhys. Lett. 23, 327 (1993).

1992 (1)

S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1992).
[CrossRef]

Boutou, V.

Brune, M.

L. Collot, V. Lefevreseguin, M. Brune, J. M. Raimond, and S. Haroche, Europhys. Lett. 23, 327 (1993).

Chang, R. K.

F. Courvoisier, V. Boutou, J. P. Wolf, R. K. Chang, and J. Zyss, Opt. Lett. 30, 738 (2005).
[CrossRef]

G. D. Chern, H. E. Tureci, A. D. Stone, R. K. Chang, M. Kneissl, and N. M. Johnson, Appl. Phys. Lett. 83, 1710 (2003).
[CrossRef]

Chern, G. D.

G. D. Chern, H. E. Tureci, A. D. Stone, R. K. Chang, M. Kneissl, and N. M. Johnson, Appl. Phys. Lett. 83, 1710 (2003).
[CrossRef]

Choi, M.

S.-Y. Lee, S. Rim, J.-W. Ryu, T.-Y. Kwon, M. Choi, and C.-M. Kim, Phys. Rev. Lett. 93, 164102 (2004).
[CrossRef]

Collot, L.

L. Collot, V. Lefevreseguin, M. Brune, J. M. Raimond, and S. Haroche, Europhys. Lett. 23, 327 (1993).

Courvoisier, F.

Davis, P.

T. Harayama, P. Davis, and K. S. Ikeda, Phys. Rev. Lett. 90, 063901 (2003).
[CrossRef]

Fukushima, T.

T. Harayama, T. Fukushima, S. Sunada, and K. S. Ikeda, Phys. Rev. Lett. 91, 073903 (2003).
[CrossRef]

Harayama, T.

T. Harayama, T. Fukushima, S. Sunada, and K. S. Ikeda, Phys. Rev. Lett. 91, 073903 (2003).
[CrossRef]

T. Harayama, P. Davis, and K. S. Ikeda, Phys. Rev. Lett. 90, 063901 (2003).
[CrossRef]

Haroche, S.

L. Collot, V. Lefevreseguin, M. Brune, J. M. Raimond, and S. Haroche, Europhys. Lett. 23, 327 (1993).

Ikeda, K. S.

T. Harayama, T. Fukushima, S. Sunada, and K. S. Ikeda, Phys. Rev. Lett. 91, 073903 (2003).
[CrossRef]

T. Harayama, P. Davis, and K. S. Ikeda, Phys. Rev. Lett. 90, 063901 (2003).
[CrossRef]

Johnson, N. M.

G. D. Chern, H. E. Tureci, A. D. Stone, R. K. Chang, M. Kneissl, and N. M. Johnson, Appl. Phys. Lett. 83, 1710 (2003).
[CrossRef]

Kim, C.-M.

S.-Y. Lee, M. S. Kurdoglyan, S. Rim, and C.-M. Kim, Phys. Rev. A 70, 023809 (2004).
[CrossRef]

S.-Y. Lee, S. Rim, J.-W. Ryu, T.-Y. Kwon, M. Choi, and C.-M. Kim, Phys. Rev. Lett. 93, 164102 (2004).
[CrossRef]

M. S. Kurdoglyan, S.-Y. Lee, S. Rim, and C.-M. Kim, Opt. Lett. 29, 2758 (2004).
[CrossRef]

Kneissl, M.

G. D. Chern, H. E. Tureci, A. D. Stone, R. K. Chang, M. Kneissl, and N. M. Johnson, Appl. Phys. Lett. 83, 1710 (2003).
[CrossRef]

Kurdoglyan, M. S.

S.-Y. Lee, M. S. Kurdoglyan, S. Rim, and C.-M. Kim, Phys. Rev. A 70, 023809 (2004).
[CrossRef]

M. S. Kurdoglyan, S.-Y. Lee, S. Rim, and C.-M. Kim, Opt. Lett. 29, 2758 (2004).
[CrossRef]

Kwon, T.-Y.

S.-Y. Lee, S. Rim, J.-W. Ryu, T.-Y. Kwon, M. Choi, and C.-M. Kim, Phys. Rev. Lett. 93, 164102 (2004).
[CrossRef]

Lee, S.-Y.

S.-Y. Lee, S. Rim, J.-W. Ryu, T.-Y. Kwon, M. Choi, and C.-M. Kim, Phys. Rev. Lett. 93, 164102 (2004).
[CrossRef]

M. S. Kurdoglyan, S.-Y. Lee, S. Rim, and C.-M. Kim, Opt. Lett. 29, 2758 (2004).
[CrossRef]

S.-Y. Lee, M. S. Kurdoglyan, S. Rim, and C.-M. Kim, Phys. Rev. A 70, 023809 (2004).
[CrossRef]

Lefevreseguin, V.

L. Collot, V. Lefevreseguin, M. Brune, J. M. Raimond, and S. Haroche, Europhys. Lett. 23, 327 (1993).

Levi, A. F. J.

R. E. Slusher, A. F. J. Levi, U. Mohideen, S. L. McCall, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 63, 1310 (1993).
[CrossRef]

S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1992).
[CrossRef]

Logan, R. A.

R. E. Slusher, A. F. J. Levi, U. Mohideen, S. L. McCall, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 63, 1310 (1993).
[CrossRef]

S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1992).
[CrossRef]

McCall, S. L.

R. E. Slusher, A. F. J. Levi, U. Mohideen, S. L. McCall, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 63, 1310 (1993).
[CrossRef]

S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1992).
[CrossRef]

Mohideen, U.

R. E. Slusher, A. F. J. Levi, U. Mohideen, S. L. McCall, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 63, 1310 (1993).
[CrossRef]

Nöckel, J. U.

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

Pearton, S. J.

R. E. Slusher, A. F. J. Levi, U. Mohideen, S. L. McCall, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 63, 1310 (1993).
[CrossRef]

S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1992).
[CrossRef]

Raimond, J. M.

L. Collot, V. Lefevreseguin, M. Brune, J. M. Raimond, and S. Haroche, Europhys. Lett. 23, 327 (1993).

Rim, S.

M. S. Kurdoglyan, S.-Y. Lee, S. Rim, and C.-M. Kim, Opt. Lett. 29, 2758 (2004).
[CrossRef]

S.-Y. Lee, S. Rim, J.-W. Ryu, T.-Y. Kwon, M. Choi, and C.-M. Kim, Phys. Rev. Lett. 93, 164102 (2004).
[CrossRef]

S.-Y. Lee, M. S. Kurdoglyan, S. Rim, and C.-M. Kim, Phys. Rev. A 70, 023809 (2004).
[CrossRef]

Ryu, J.-W.

S.-Y. Lee, S. Rim, J.-W. Ryu, T.-Y. Kwon, M. Choi, and C.-M. Kim, Phys. Rev. Lett. 93, 164102 (2004).
[CrossRef]

Schuster, H. G.

H. G. Schuster, Deterministic Chaos (VCH, 1995).

Slusher, R. E.

R. E. Slusher, A. F. J. Levi, U. Mohideen, S. L. McCall, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 63, 1310 (1993).
[CrossRef]

S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1992).
[CrossRef]

Stone, A. D.

G. D. Chern, H. E. Tureci, A. D. Stone, R. K. Chang, M. Kneissl, and N. M. Johnson, Appl. Phys. Lett. 83, 1710 (2003).
[CrossRef]

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

Sunada, S.

T. Harayama, T. Fukushima, S. Sunada, and K. S. Ikeda, Phys. Rev. Lett. 91, 073903 (2003).
[CrossRef]

Tureci, H. E.

G. D. Chern, H. E. Tureci, A. D. Stone, R. K. Chang, M. Kneissl, and N. M. Johnson, Appl. Phys. Lett. 83, 1710 (2003).
[CrossRef]

Wiersig, J.

J. Wiersig, Phys. Rev. A 67, 023807 (2003).
[CrossRef]

J. Wiersig, J. Opt. A, Pure Appl. Opt. 5, 53 (2003).
[CrossRef]

Wolf, J. P.

Zyss, J.

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 (1992).
[CrossRef]

R. E. Slusher, A. F. J. Levi, U. Mohideen, S. L. McCall, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 63, 1310 (1993).
[CrossRef]

G. D. Chern, H. E. Tureci, A. D. Stone, R. K. Chang, M. Kneissl, and N. M. Johnson, Appl. Phys. Lett. 83, 1710 (2003).
[CrossRef]

Europhys. Lett. (1)

L. Collot, V. Lefevreseguin, M. Brune, J. M. Raimond, and S. Haroche, Europhys. Lett. 23, 327 (1993).

J. Opt. A, Pure Appl. Opt. (1)

J. Wiersig, J. Opt. A, Pure Appl. Opt. 5, 53 (2003).
[CrossRef]

Nature (1)

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

Opt. Lett. (2)

Phys. Rev. A (2)

S.-Y. Lee, M. S. Kurdoglyan, S. Rim, and C.-M. Kim, Phys. Rev. A 70, 023809 (2004).
[CrossRef]

J. Wiersig, Phys. Rev. A 67, 023807 (2003).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (3)

S.-Y. Lee, S. Rim, J.-W. Ryu, T.-Y. Kwon, M. Choi, and C.-M. Kim, Phys. Rev. Lett. 93, 164102 (2004).
[CrossRef]

T. Harayama, P. Davis, and K. S. Ikeda, Phys. Rev. Lett. 90, 063901 (2003).
[CrossRef]

T. Harayama, T. Fukushima, S. Sunada, and K. S. Ikeda, Phys. Rev. Lett. 91, 073903 (2003).
[CrossRef]

Other (4)

R.K.Chang and A.J.Campillo, eds., Optical Processes in Microcavities (World Scientific, 1996).

K.Vahala, ed., Optical Microcavities (World Scientific, 2004).

The relation between the Q factor and the complex wavenumber nkR is given by Q=?Re[nkr0]/2Im[nkr0].

H. G. Schuster, Deterministic Chaos (VCH, 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.


Metrics