Abstract

We present the enhanced transduction of a photonic crystal dye laser for gas sensing via deposition of an additional swelling polymer film. Device operation involves swelling of the polymer film during exposure to specific gases, leading to a change in total effective refractive index. Experimental results show an enhancement of 16.09dB in sensing ethanol vapor after deposition of a polystyrene film. We verify different responses of the polystyrene film when exposed to either ethanol vapor or increased humidity, indicating selectivity. The concept is generic and, in principle, straightforward in its application to other intracavity-based detection schemes to enable gas sensing.

© 2011 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. Y. L. Hoo, W. Jin, C. Z. Shi, H. L. Ho, D. N. Wang, and S. C. Ruan, Appl. Opt. 42, 3509 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. T. Sünner, T. Stichel, S. H. Kwon, T. W. Schlereth, S. Höfling, M. Kamp, and A. Forchel, Appl. Phys. Lett. 92, 261112 (2008).
    [CrossRef]
  3. A. C. Arsenault, V. Kitaev, I. Manners, G. A. Ozin, A. Mihi, and H. Miguez, J. Mater. Chem. 15, 133 (2005).
    [CrossRef]
  4. S. Colodrero, M. Ocana, A. R. Gonzalez-Elipe, and H. Miguez, Langmuir 24, 9135 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. A. Di Falco, L. O’Faolain, and T. F. Krauss, Appl. Phys. Lett. 94, 063503 (2009).
    [CrossRef]
  6. D. Erickson, T. Rockwood, T. Emery, A. Scherer, and D. Psaltis, Opt. Lett. 31, 59 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. V. Reboud, P. Lovera, N. Kehagias, M. Zelsmann, C. Schuster, F. Reuther, G. Gruetzner, G. Redmond, and C. M. S. Torres, Appl. Phys. Lett. 91, 151101 (2007).
    [CrossRef]
  8. F. B. Arango, M. B. Christiansen, M. Gersborg-Hansen, and A. Kristensen, Appl. Phys. Lett. 91, 223503 (2007).
    [CrossRef]
  9. Commercially available from micro resist technology GmbH, Berlin, Germany, www.microresist.de.
  10. Pyrromethene 597, CAS no. 137829-79-9, acquired from Exciton Inc., www.exciton.com.
  11. X. Cheng and L. J. Guo, Microelectron. Eng. 71, 227 (2004).
  12. M. B. Christiansen, A. Kristensen, S. S. Xiao, and N. A. Mortensen, Appl. Phys. Lett. 93, 231101 (2008).
    [CrossRef]
  13. M. B. Christiansen, T. Buß, C. L. C. Smith, S. R. Petersen, M. M. Jørgensen, and A. Kristensen, J. Micromech. Microeng. 20, 115025 (2010).
    [CrossRef]
  14. Z. Ademovic, J. Wei, B. Winther-Jensen, X. L. Hou, and P. Kingshott, Plasma Process. Polym. 2, 53 (2005).
    [CrossRef]
  15. S. G. Johnson and J. D. Joannopoulos, Opt. Express 8, 173 (2001).
    [CrossRef] [PubMed]
  16. T. Grossmann, S. Schleede, M. Hauser, M. B. Christiansen, C. Vannahme, C. Eschenbaum, S. Klinkhammer, T. Beck, J. Fuchs, G. U. Nienhaus, U. Lemmer, A. Kristensen, T. Mappes, and H. Kalt, Appl. Phys. Lett. 97, 063304 (2010).
    [CrossRef]
  17. M. K. Baller, H. P. Lang, J. Fritz, C. Gerber, J. K. Gimzewski, U. Drechsler, H. Rothuizen, M. Despont, P. Vettiger, F. M. Battiston, J. P. Ramseyer, P. Fornaro, E. Meyer, and H. J. Guntherodt, Ultramicroscopy 82, 1 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  18. Y. Oki, S. Miyamoto, M. Maeda, and N. J. Vasa, Opt. Lett. 27, 1220 (2002).
    [CrossRef]
  19. Z. Y. Li, Z. Y. Zhang, A. Scherer, and D. Psaltis, Opt. Express 14, 10494 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]

2010 (2)

M. B. Christiansen, T. Buß, C. L. C. Smith, S. R. Petersen, M. M. Jørgensen, and A. Kristensen, J. Micromech. Microeng. 20, 115025 (2010).
[CrossRef]

T. Grossmann, S. Schleede, M. Hauser, M. B. Christiansen, C. Vannahme, C. Eschenbaum, S. Klinkhammer, T. Beck, J. Fuchs, G. U. Nienhaus, U. Lemmer, A. Kristensen, T. Mappes, and H. Kalt, Appl. Phys. Lett. 97, 063304 (2010).
[CrossRef]

2009 (1)

A. Di Falco, L. O’Faolain, and T. F. Krauss, Appl. Phys. Lett. 94, 063503 (2009).
[CrossRef]

2008 (3)

T. Sünner, T. Stichel, S. H. Kwon, T. W. Schlereth, S. Höfling, M. Kamp, and A. Forchel, Appl. Phys. Lett. 92, 261112 (2008).
[CrossRef]

S. Colodrero, M. Ocana, A. R. Gonzalez-Elipe, and H. Miguez, Langmuir 24, 9135 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

M. B. Christiansen, A. Kristensen, S. S. Xiao, and N. A. Mortensen, Appl. Phys. Lett. 93, 231101 (2008).
[CrossRef]

2007 (2)

V. Reboud, P. Lovera, N. Kehagias, M. Zelsmann, C. Schuster, F. Reuther, G. Gruetzner, G. Redmond, and C. M. S. Torres, Appl. Phys. Lett. 91, 151101 (2007).
[CrossRef]

F. B. Arango, M. B. Christiansen, M. Gersborg-Hansen, and A. Kristensen, Appl. Phys. Lett. 91, 223503 (2007).
[CrossRef]

2006 (2)

2005 (2)

Z. Ademovic, J. Wei, B. Winther-Jensen, X. L. Hou, and P. Kingshott, Plasma Process. Polym. 2, 53 (2005).
[CrossRef]

A. C. Arsenault, V. Kitaev, I. Manners, G. A. Ozin, A. Mihi, and H. Miguez, J. Mater. Chem. 15, 133 (2005).
[CrossRef]

2004 (1)

X. Cheng and L. J. Guo, Microelectron. Eng. 71, 227 (2004).

2003 (1)

2002 (1)

2001 (1)

2000 (1)

M. K. Baller, H. P. Lang, J. Fritz, C. Gerber, J. K. Gimzewski, U. Drechsler, H. Rothuizen, M. Despont, P. Vettiger, F. M. Battiston, J. P. Ramseyer, P. Fornaro, E. Meyer, and H. J. Guntherodt, Ultramicroscopy 82, 1 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Ademovic, Z.

Z. Ademovic, J. Wei, B. Winther-Jensen, X. L. Hou, and P. Kingshott, Plasma Process. Polym. 2, 53 (2005).
[CrossRef]

Arango, F. B.

F. B. Arango, M. B. Christiansen, M. Gersborg-Hansen, and A. Kristensen, Appl. Phys. Lett. 91, 223503 (2007).
[CrossRef]

Arsenault, A. C.

A. C. Arsenault, V. Kitaev, I. Manners, G. A. Ozin, A. Mihi, and H. Miguez, J. Mater. Chem. 15, 133 (2005).
[CrossRef]

Baller, M. K.

M. K. Baller, H. P. Lang, J. Fritz, C. Gerber, J. K. Gimzewski, U. Drechsler, H. Rothuizen, M. Despont, P. Vettiger, F. M. Battiston, J. P. Ramseyer, P. Fornaro, E. Meyer, and H. J. Guntherodt, Ultramicroscopy 82, 1 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Battiston, F. M.

M. K. Baller, H. P. Lang, J. Fritz, C. Gerber, J. K. Gimzewski, U. Drechsler, H. Rothuizen, M. Despont, P. Vettiger, F. M. Battiston, J. P. Ramseyer, P. Fornaro, E. Meyer, and H. J. Guntherodt, Ultramicroscopy 82, 1 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Beck, T.

T. Grossmann, S. Schleede, M. Hauser, M. B. Christiansen, C. Vannahme, C. Eschenbaum, S. Klinkhammer, T. Beck, J. Fuchs, G. U. Nienhaus, U. Lemmer, A. Kristensen, T. Mappes, and H. Kalt, Appl. Phys. Lett. 97, 063304 (2010).
[CrossRef]

Buß, T.

M. B. Christiansen, T. Buß, C. L. C. Smith, S. R. Petersen, M. M. Jørgensen, and A. Kristensen, J. Micromech. Microeng. 20, 115025 (2010).
[CrossRef]

Cheng, X.

X. Cheng and L. J. Guo, Microelectron. Eng. 71, 227 (2004).

Christiansen, M. B.

M. B. Christiansen, T. Buß, C. L. C. Smith, S. R. Petersen, M. M. Jørgensen, and A. Kristensen, J. Micromech. Microeng. 20, 115025 (2010).
[CrossRef]

T. Grossmann, S. Schleede, M. Hauser, M. B. Christiansen, C. Vannahme, C. Eschenbaum, S. Klinkhammer, T. Beck, J. Fuchs, G. U. Nienhaus, U. Lemmer, A. Kristensen, T. Mappes, and H. Kalt, Appl. Phys. Lett. 97, 063304 (2010).
[CrossRef]

M. B. Christiansen, A. Kristensen, S. S. Xiao, and N. A. Mortensen, Appl. Phys. Lett. 93, 231101 (2008).
[CrossRef]

F. B. Arango, M. B. Christiansen, M. Gersborg-Hansen, and A. Kristensen, Appl. Phys. Lett. 91, 223503 (2007).
[CrossRef]

Colodrero, S.

S. Colodrero, M. Ocana, A. R. Gonzalez-Elipe, and H. Miguez, Langmuir 24, 9135 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Despont, M.

M. K. Baller, H. P. Lang, J. Fritz, C. Gerber, J. K. Gimzewski, U. Drechsler, H. Rothuizen, M. Despont, P. Vettiger, F. M. Battiston, J. P. Ramseyer, P. Fornaro, E. Meyer, and H. J. Guntherodt, Ultramicroscopy 82, 1 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Di Falco, A.

A. Di Falco, L. O’Faolain, and T. F. Krauss, Appl. Phys. Lett. 94, 063503 (2009).
[CrossRef]

Drechsler, U.

M. K. Baller, H. P. Lang, J. Fritz, C. Gerber, J. K. Gimzewski, U. Drechsler, H. Rothuizen, M. Despont, P. Vettiger, F. M. Battiston, J. P. Ramseyer, P. Fornaro, E. Meyer, and H. J. Guntherodt, Ultramicroscopy 82, 1 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Emery, T.

Erickson, D.

Eschenbaum, C.

T. Grossmann, S. Schleede, M. Hauser, M. B. Christiansen, C. Vannahme, C. Eschenbaum, S. Klinkhammer, T. Beck, J. Fuchs, G. U. Nienhaus, U. Lemmer, A. Kristensen, T. Mappes, and H. Kalt, Appl. Phys. Lett. 97, 063304 (2010).
[CrossRef]

Forchel, A.

T. Sünner, T. Stichel, S. H. Kwon, T. W. Schlereth, S. Höfling, M. Kamp, and A. Forchel, Appl. Phys. Lett. 92, 261112 (2008).
[CrossRef]

Fornaro, P.

M. K. Baller, H. P. Lang, J. Fritz, C. Gerber, J. K. Gimzewski, U. Drechsler, H. Rothuizen, M. Despont, P. Vettiger, F. M. Battiston, J. P. Ramseyer, P. Fornaro, E. Meyer, and H. J. Guntherodt, Ultramicroscopy 82, 1 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Fritz, J.

M. K. Baller, H. P. Lang, J. Fritz, C. Gerber, J. K. Gimzewski, U. Drechsler, H. Rothuizen, M. Despont, P. Vettiger, F. M. Battiston, J. P. Ramseyer, P. Fornaro, E. Meyer, and H. J. Guntherodt, Ultramicroscopy 82, 1 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Fuchs, J.

T. Grossmann, S. Schleede, M. Hauser, M. B. Christiansen, C. Vannahme, C. Eschenbaum, S. Klinkhammer, T. Beck, J. Fuchs, G. U. Nienhaus, U. Lemmer, A. Kristensen, T. Mappes, and H. Kalt, Appl. Phys. Lett. 97, 063304 (2010).
[CrossRef]

Gerber, C.

M. K. Baller, H. P. Lang, J. Fritz, C. Gerber, J. K. Gimzewski, U. Drechsler, H. Rothuizen, M. Despont, P. Vettiger, F. M. Battiston, J. P. Ramseyer, P. Fornaro, E. Meyer, and H. J. Guntherodt, Ultramicroscopy 82, 1 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Gersborg-Hansen, M.

F. B. Arango, M. B. Christiansen, M. Gersborg-Hansen, and A. Kristensen, Appl. Phys. Lett. 91, 223503 (2007).
[CrossRef]

Gimzewski, J. K.

M. K. Baller, H. P. Lang, J. Fritz, C. Gerber, J. K. Gimzewski, U. Drechsler, H. Rothuizen, M. Despont, P. Vettiger, F. M. Battiston, J. P. Ramseyer, P. Fornaro, E. Meyer, and H. J. Guntherodt, Ultramicroscopy 82, 1 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Gonzalez-Elipe, A. R.

S. Colodrero, M. Ocana, A. R. Gonzalez-Elipe, and H. Miguez, Langmuir 24, 9135 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Grossmann, T.

T. Grossmann, S. Schleede, M. Hauser, M. B. Christiansen, C. Vannahme, C. Eschenbaum, S. Klinkhammer, T. Beck, J. Fuchs, G. U. Nienhaus, U. Lemmer, A. Kristensen, T. Mappes, and H. Kalt, Appl. Phys. Lett. 97, 063304 (2010).
[CrossRef]

Gruetzner, G.

V. Reboud, P. Lovera, N. Kehagias, M. Zelsmann, C. Schuster, F. Reuther, G. Gruetzner, G. Redmond, and C. M. S. Torres, Appl. Phys. Lett. 91, 151101 (2007).
[CrossRef]

Guntherodt, H. J.

M. K. Baller, H. P. Lang, J. Fritz, C. Gerber, J. K. Gimzewski, U. Drechsler, H. Rothuizen, M. Despont, P. Vettiger, F. M. Battiston, J. P. Ramseyer, P. Fornaro, E. Meyer, and H. J. Guntherodt, Ultramicroscopy 82, 1 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Guo, L. J.

X. Cheng and L. J. Guo, Microelectron. Eng. 71, 227 (2004).

Hauser, M.

T. Grossmann, S. Schleede, M. Hauser, M. B. Christiansen, C. Vannahme, C. Eschenbaum, S. Klinkhammer, T. Beck, J. Fuchs, G. U. Nienhaus, U. Lemmer, A. Kristensen, T. Mappes, and H. Kalt, Appl. Phys. Lett. 97, 063304 (2010).
[CrossRef]

Ho, H. L.

Höfling, S.

T. Sünner, T. Stichel, S. H. Kwon, T. W. Schlereth, S. Höfling, M. Kamp, and A. Forchel, Appl. Phys. Lett. 92, 261112 (2008).
[CrossRef]

Hoo, Y. L.

Hou, X. L.

Z. Ademovic, J. Wei, B. Winther-Jensen, X. L. Hou, and P. Kingshott, Plasma Process. Polym. 2, 53 (2005).
[CrossRef]

Jin, W.

Joannopoulos, J. D.

Johnson, S. G.

Jørgensen, M. M.

M. B. Christiansen, T. Buß, C. L. C. Smith, S. R. Petersen, M. M. Jørgensen, and A. Kristensen, J. Micromech. Microeng. 20, 115025 (2010).
[CrossRef]

Kalt, H.

T. Grossmann, S. Schleede, M. Hauser, M. B. Christiansen, C. Vannahme, C. Eschenbaum, S. Klinkhammer, T. Beck, J. Fuchs, G. U. Nienhaus, U. Lemmer, A. Kristensen, T. Mappes, and H. Kalt, Appl. Phys. Lett. 97, 063304 (2010).
[CrossRef]

Kamp, M.

T. Sünner, T. Stichel, S. H. Kwon, T. W. Schlereth, S. Höfling, M. Kamp, and A. Forchel, Appl. Phys. Lett. 92, 261112 (2008).
[CrossRef]

Kehagias, N.

V. Reboud, P. Lovera, N. Kehagias, M. Zelsmann, C. Schuster, F. Reuther, G. Gruetzner, G. Redmond, and C. M. S. Torres, Appl. Phys. Lett. 91, 151101 (2007).
[CrossRef]

Kingshott, P.

Z. Ademovic, J. Wei, B. Winther-Jensen, X. L. Hou, and P. Kingshott, Plasma Process. Polym. 2, 53 (2005).
[CrossRef]

Kitaev, V.

A. C. Arsenault, V. Kitaev, I. Manners, G. A. Ozin, A. Mihi, and H. Miguez, J. Mater. Chem. 15, 133 (2005).
[CrossRef]

Klinkhammer, S.

T. Grossmann, S. Schleede, M. Hauser, M. B. Christiansen, C. Vannahme, C. Eschenbaum, S. Klinkhammer, T. Beck, J. Fuchs, G. U. Nienhaus, U. Lemmer, A. Kristensen, T. Mappes, and H. Kalt, Appl. Phys. Lett. 97, 063304 (2010).
[CrossRef]

Krauss, T. F.

A. Di Falco, L. O’Faolain, and T. F. Krauss, Appl. Phys. Lett. 94, 063503 (2009).
[CrossRef]

Kristensen, A.

M. B. Christiansen, T. Buß, C. L. C. Smith, S. R. Petersen, M. M. Jørgensen, and A. Kristensen, J. Micromech. Microeng. 20, 115025 (2010).
[CrossRef]

T. Grossmann, S. Schleede, M. Hauser, M. B. Christiansen, C. Vannahme, C. Eschenbaum, S. Klinkhammer, T. Beck, J. Fuchs, G. U. Nienhaus, U. Lemmer, A. Kristensen, T. Mappes, and H. Kalt, Appl. Phys. Lett. 97, 063304 (2010).
[CrossRef]

M. B. Christiansen, A. Kristensen, S. S. Xiao, and N. A. Mortensen, Appl. Phys. Lett. 93, 231101 (2008).
[CrossRef]

F. B. Arango, M. B. Christiansen, M. Gersborg-Hansen, and A. Kristensen, Appl. Phys. Lett. 91, 223503 (2007).
[CrossRef]

Kwon, S. H.

T. Sünner, T. Stichel, S. H. Kwon, T. W. Schlereth, S. Höfling, M. Kamp, and A. Forchel, Appl. Phys. Lett. 92, 261112 (2008).
[CrossRef]

Lang, H. P.

M. K. Baller, H. P. Lang, J. Fritz, C. Gerber, J. K. Gimzewski, U. Drechsler, H. Rothuizen, M. Despont, P. Vettiger, F. M. Battiston, J. P. Ramseyer, P. Fornaro, E. Meyer, and H. J. Guntherodt, Ultramicroscopy 82, 1 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Lemmer, U.

T. Grossmann, S. Schleede, M. Hauser, M. B. Christiansen, C. Vannahme, C. Eschenbaum, S. Klinkhammer, T. Beck, J. Fuchs, G. U. Nienhaus, U. Lemmer, A. Kristensen, T. Mappes, and H. Kalt, Appl. Phys. Lett. 97, 063304 (2010).
[CrossRef]

Li, Z. Y.

Lovera, P.

V. Reboud, P. Lovera, N. Kehagias, M. Zelsmann, C. Schuster, F. Reuther, G. Gruetzner, G. Redmond, and C. M. S. Torres, Appl. Phys. Lett. 91, 151101 (2007).
[CrossRef]

Maeda, M.

Manners, I.

A. C. Arsenault, V. Kitaev, I. Manners, G. A. Ozin, A. Mihi, and H. Miguez, J. Mater. Chem. 15, 133 (2005).
[CrossRef]

Mappes, T.

T. Grossmann, S. Schleede, M. Hauser, M. B. Christiansen, C. Vannahme, C. Eschenbaum, S. Klinkhammer, T. Beck, J. Fuchs, G. U. Nienhaus, U. Lemmer, A. Kristensen, T. Mappes, and H. Kalt, Appl. Phys. Lett. 97, 063304 (2010).
[CrossRef]

Meyer, E.

M. K. Baller, H. P. Lang, J. Fritz, C. Gerber, J. K. Gimzewski, U. Drechsler, H. Rothuizen, M. Despont, P. Vettiger, F. M. Battiston, J. P. Ramseyer, P. Fornaro, E. Meyer, and H. J. Guntherodt, Ultramicroscopy 82, 1 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Miguez, H.

S. Colodrero, M. Ocana, A. R. Gonzalez-Elipe, and H. Miguez, Langmuir 24, 9135 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

A. C. Arsenault, V. Kitaev, I. Manners, G. A. Ozin, A. Mihi, and H. Miguez, J. Mater. Chem. 15, 133 (2005).
[CrossRef]

Mihi, A.

A. C. Arsenault, V. Kitaev, I. Manners, G. A. Ozin, A. Mihi, and H. Miguez, J. Mater. Chem. 15, 133 (2005).
[CrossRef]

Miyamoto, S.

Mortensen, N. A.

M. B. Christiansen, A. Kristensen, S. S. Xiao, and N. A. Mortensen, Appl. Phys. Lett. 93, 231101 (2008).
[CrossRef]

Nienhaus, G. U.

T. Grossmann, S. Schleede, M. Hauser, M. B. Christiansen, C. Vannahme, C. Eschenbaum, S. Klinkhammer, T. Beck, J. Fuchs, G. U. Nienhaus, U. Lemmer, A. Kristensen, T. Mappes, and H. Kalt, Appl. Phys. Lett. 97, 063304 (2010).
[CrossRef]

O’Faolain, L.

A. Di Falco, L. O’Faolain, and T. F. Krauss, Appl. Phys. Lett. 94, 063503 (2009).
[CrossRef]

Ocana, M.

S. Colodrero, M. Ocana, A. R. Gonzalez-Elipe, and H. Miguez, Langmuir 24, 9135 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Oki, Y.

Ozin, G. A.

A. C. Arsenault, V. Kitaev, I. Manners, G. A. Ozin, A. Mihi, and H. Miguez, J. Mater. Chem. 15, 133 (2005).
[CrossRef]

Petersen, S. R.

M. B. Christiansen, T. Buß, C. L. C. Smith, S. R. Petersen, M. M. Jørgensen, and A. Kristensen, J. Micromech. Microeng. 20, 115025 (2010).
[CrossRef]

Psaltis, D.

Ramseyer, J. P.

M. K. Baller, H. P. Lang, J. Fritz, C. Gerber, J. K. Gimzewski, U. Drechsler, H. Rothuizen, M. Despont, P. Vettiger, F. M. Battiston, J. P. Ramseyer, P. Fornaro, E. Meyer, and H. J. Guntherodt, Ultramicroscopy 82, 1 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Reboud, V.

V. Reboud, P. Lovera, N. Kehagias, M. Zelsmann, C. Schuster, F. Reuther, G. Gruetzner, G. Redmond, and C. M. S. Torres, Appl. Phys. Lett. 91, 151101 (2007).
[CrossRef]

Redmond, G.

V. Reboud, P. Lovera, N. Kehagias, M. Zelsmann, C. Schuster, F. Reuther, G. Gruetzner, G. Redmond, and C. M. S. Torres, Appl. Phys. Lett. 91, 151101 (2007).
[CrossRef]

Reuther, F.

V. Reboud, P. Lovera, N. Kehagias, M. Zelsmann, C. Schuster, F. Reuther, G. Gruetzner, G. Redmond, and C. M. S. Torres, Appl. Phys. Lett. 91, 151101 (2007).
[CrossRef]

Rockwood, T.

Rothuizen, H.

M. K. Baller, H. P. Lang, J. Fritz, C. Gerber, J. K. Gimzewski, U. Drechsler, H. Rothuizen, M. Despont, P. Vettiger, F. M. Battiston, J. P. Ramseyer, P. Fornaro, E. Meyer, and H. J. Guntherodt, Ultramicroscopy 82, 1 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Ruan, S. C.

Scherer, A.

Schleede, S.

T. Grossmann, S. Schleede, M. Hauser, M. B. Christiansen, C. Vannahme, C. Eschenbaum, S. Klinkhammer, T. Beck, J. Fuchs, G. U. Nienhaus, U. Lemmer, A. Kristensen, T. Mappes, and H. Kalt, Appl. Phys. Lett. 97, 063304 (2010).
[CrossRef]

Schlereth, T. W.

T. Sünner, T. Stichel, S. H. Kwon, T. W. Schlereth, S. Höfling, M. Kamp, and A. Forchel, Appl. Phys. Lett. 92, 261112 (2008).
[CrossRef]

Schuster, C.

V. Reboud, P. Lovera, N. Kehagias, M. Zelsmann, C. Schuster, F. Reuther, G. Gruetzner, G. Redmond, and C. M. S. Torres, Appl. Phys. Lett. 91, 151101 (2007).
[CrossRef]

Shi, C. Z.

Smith, C. L. C.

M. B. Christiansen, T. Buß, C. L. C. Smith, S. R. Petersen, M. M. Jørgensen, and A. Kristensen, J. Micromech. Microeng. 20, 115025 (2010).
[CrossRef]

Stichel, T.

T. Sünner, T. Stichel, S. H. Kwon, T. W. Schlereth, S. Höfling, M. Kamp, and A. Forchel, Appl. Phys. Lett. 92, 261112 (2008).
[CrossRef]

Sünner, T.

T. Sünner, T. Stichel, S. H. Kwon, T. W. Schlereth, S. Höfling, M. Kamp, and A. Forchel, Appl. Phys. Lett. 92, 261112 (2008).
[CrossRef]

Torres, C. M. S.

V. Reboud, P. Lovera, N. Kehagias, M. Zelsmann, C. Schuster, F. Reuther, G. Gruetzner, G. Redmond, and C. M. S. Torres, Appl. Phys. Lett. 91, 151101 (2007).
[CrossRef]

Vannahme, C.

T. Grossmann, S. Schleede, M. Hauser, M. B. Christiansen, C. Vannahme, C. Eschenbaum, S. Klinkhammer, T. Beck, J. Fuchs, G. U. Nienhaus, U. Lemmer, A. Kristensen, T. Mappes, and H. Kalt, Appl. Phys. Lett. 97, 063304 (2010).
[CrossRef]

Vasa, N. J.

Vettiger, P.

M. K. Baller, H. P. Lang, J. Fritz, C. Gerber, J. K. Gimzewski, U. Drechsler, H. Rothuizen, M. Despont, P. Vettiger, F. M. Battiston, J. P. Ramseyer, P. Fornaro, E. Meyer, and H. J. Guntherodt, Ultramicroscopy 82, 1 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Wang, D. N.

Wei, J.

Z. Ademovic, J. Wei, B. Winther-Jensen, X. L. Hou, and P. Kingshott, Plasma Process. Polym. 2, 53 (2005).
[CrossRef]

Winther-Jensen, B.

Z. Ademovic, J. Wei, B. Winther-Jensen, X. L. Hou, and P. Kingshott, Plasma Process. Polym. 2, 53 (2005).
[CrossRef]

Xiao, S. S.

M. B. Christiansen, A. Kristensen, S. S. Xiao, and N. A. Mortensen, Appl. Phys. Lett. 93, 231101 (2008).
[CrossRef]

Zelsmann, M.

V. Reboud, P. Lovera, N. Kehagias, M. Zelsmann, C. Schuster, F. Reuther, G. Gruetzner, G. Redmond, and C. M. S. Torres, Appl. Phys. Lett. 91, 151101 (2007).
[CrossRef]

Zhang, Z. Y.

Appl. Opt. (1)

Appl. Phys. Lett. (6)

T. Sünner, T. Stichel, S. H. Kwon, T. W. Schlereth, S. Höfling, M. Kamp, and A. Forchel, Appl. Phys. Lett. 92, 261112 (2008).
[CrossRef]

V. Reboud, P. Lovera, N. Kehagias, M. Zelsmann, C. Schuster, F. Reuther, G. Gruetzner, G. Redmond, and C. M. S. Torres, Appl. Phys. Lett. 91, 151101 (2007).
[CrossRef]

F. B. Arango, M. B. Christiansen, M. Gersborg-Hansen, and A. Kristensen, Appl. Phys. Lett. 91, 223503 (2007).
[CrossRef]

A. Di Falco, L. O’Faolain, and T. F. Krauss, Appl. Phys. Lett. 94, 063503 (2009).
[CrossRef]

M. B. Christiansen, A. Kristensen, S. S. Xiao, and N. A. Mortensen, Appl. Phys. Lett. 93, 231101 (2008).
[CrossRef]

T. Grossmann, S. Schleede, M. Hauser, M. B. Christiansen, C. Vannahme, C. Eschenbaum, S. Klinkhammer, T. Beck, J. Fuchs, G. U. Nienhaus, U. Lemmer, A. Kristensen, T. Mappes, and H. Kalt, Appl. Phys. Lett. 97, 063304 (2010).
[CrossRef]

J. Mater. Chem. (1)

A. C. Arsenault, V. Kitaev, I. Manners, G. A. Ozin, A. Mihi, and H. Miguez, J. Mater. Chem. 15, 133 (2005).
[CrossRef]

J. Micromech. Microeng. (1)

M. B. Christiansen, T. Buß, C. L. C. Smith, S. R. Petersen, M. M. Jørgensen, and A. Kristensen, J. Micromech. Microeng. 20, 115025 (2010).
[CrossRef]

Langmuir (1)

S. Colodrero, M. Ocana, A. R. Gonzalez-Elipe, and H. Miguez, Langmuir 24, 9135 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Microelectron. Eng. (1)

X. Cheng and L. J. Guo, Microelectron. Eng. 71, 227 (2004).

Opt. Express (2)

Opt. Lett. (2)

Plasma Process. Polym. (1)

Z. Ademovic, J. Wei, B. Winther-Jensen, X. L. Hou, and P. Kingshott, Plasma Process. Polym. 2, 53 (2005).
[CrossRef]

Ultramicroscopy (1)

M. K. Baller, H. P. Lang, J. Fritz, C. Gerber, J. K. Gimzewski, U. Drechsler, H. Rothuizen, M. Despont, P. Vettiger, F. M. Battiston, J. P. Ramseyer, P. Fornaro, E. Meyer, and H. J. Guntherodt, Ultramicroscopy 82, 1 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Other (2)

Commercially available from micro resist technology GmbH, Berlin, Germany, www.microresist.de.

Pyrromethene 597, CAS no. 137829-79-9, acquired from Exciton Inc., www.exciton.com.

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 (3)

Fig. 1
Fig. 1

(a) Illustration of the polymer PhC dye laser including dimensions of the laser region. Hole depth is nominally 90 nm . Vertical green arrow indicates pump light, orange output arrows indicate laser emission in the chip plane. (b) Cross-sectional illustration of the PhC laser before polymer film deposition (not to scale). (c) PhC laser with an additional polymer film. (d) The polymer film is shown to swell ( Δ x ) during exposure to specific gases, increasing the dimensions of the device where lasing occurs.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Calculated TE band structure of the PhC laser for PS film thickness t = 30 nm . The orange circle indicates the k-point where lasing occurs. (b) 2D ERI profile of the rectangular PhC lattice used to calculate (a) with gray-scale bar indicating relative ERI of the regions. The outer rings of the lattice features represent the PS film coating the sidewalls of the holes. Lattice periods are a = 200 nm , b = 355 nm . (c) Lasing wavelength obtained from band structure calculations as a function of a t 0 = 30 nm swelling film increasing its volume.

Fig. 3
Fig. 3

(a)–(d) AFM topographical images of identical PhC devices with varying deposited film thicknesses, t 0 . (e) Top to bottom: single-line topographical profiles along three PhC “a” periods corresponding to the devices in (a)–(d), respectively. (f) Resonance shift versus initial swelling film thickness for (black squares) 100 ppm EtOH vapor and (blue circles) a relative humidity increase of 35 % 80 % . (g) Resonance shift versus EtOH vapor concentration for a device with initial swelling film thickness t 0 = 32 nm .

Equations (1)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

ϕ gas V f f ( t ) γ ( x , t ) k eff Δ λ ,

Metrics