Abstract

With the addition of scattering nanoparticles to dye-doped spherical droplets, lasing has been observed with well-defined thresholds in input–output data. One-order or more magnitude enhancement of peak intensity from droplet emission has been obtained with certain (optimum) additive scattering particles compared with nonadditive scattering particles (neat dye-doped droplets). Characteristics of input–output intensities, emission spectra (with wavelength shifts), and spectral linewidths are reported experimentally, depending on additive quantities of scattering nanoparticles.

© 1996 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. A. Biswas, H. Latifi, R. L. Armstrong, R. G. PinnickOpt. Lett. 14, 214 (1989).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. A. J. Campillo, J. D. Eversole, H.-B. LinPhys. Rev. Lett. 67, 437 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. H. Taniguchi, S. TanosakiJpn. J. Appl. Phys. 32, L1421 (1993).
    [CrossRef]
  4. M. K. Gonokami, K. Takeda, H. Yasuda, K. EmaJpn. J. Appl. Phys. 31, L99 (1992).
    [CrossRef]
  5. H. Taniguchi, H. Yamada, T. Fujiwara, S. Tanosaki, H. Ito, H. Morozumi, M. BabaJpn. J. Appl. Phys. 32, L58 (1993).
    [CrossRef]
  6. R. G. Pinnick, A. Biswas, P. Chylek, R. L. Armstrong, H. Latifi, E. Creegan, V. Srivastava, M. Jarzembski, G. FernandezOpt. Lett. 13, 494 (1988).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. W.-F. Hsieh, J. B. Zheng, R. K. ChangOpt. Lett. 13, 496 (1988).
    [CrossRef]
  8. A. Biswas, R. L. Armstrong, R. G. PinnickOpt. Lett. 15, 1191 (1990).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. H. Taniguchi, H. TomisawaOpt. Lett. 19, 1852 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. H. Taniguchi, H. TomisawaAppl. Phys. Lett. 65, 3305 (1994).
    [CrossRef]
  11. R. L. Armstrong, J.-G. Xie, T. E. Ruekgauer, R. G. PinnickOpt. Lett. 17, 943 (1992).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. R. L. Armstrong, J.-G. Xie, T. E. Ruekgauer, J. Gu, R. G. PinnickOpt. Lett. 18, 119 (1993).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. N. M. Lawandy, R. M. Balachandran, A. S. L. Gomes, E. SauvainNature (London) 368, 436 (1994).
    [CrossRef]
  14. W. L. Sha, C.-H. Liu, R. R. AlfanoOpt. Lett. 19, 1922 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  15. W. Tzang, N. Cue, K. M. YooOpt. Lett. 20, 961 (1995).
    [CrossRef]
  16. H. Taniguchi, H. TomisawaSarjono, Opt. Lett. 19, 366 (1994);M. M. Mazumder, G. Chen, R. K. Chang, J. B. GillespieOpt. Lett. 20, 878 (1995).
    [CrossRef]
  17. R. M. Balachandran, N. M. LawandyOpt. Lett. 20, 1271 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  18. C. G. B. Garret, W. Kaiser, W. L. BondPhys. Rev. 124, 1807 (1961).
    [CrossRef]
  19. H.-M. Tzeng, K. F. Wall, M. B. Long, R. K. ChangOpt. Lett. 9, 499 (1984).
    [CrossRef] [PubMed]
  20. D. S. Wiersma, M. P. vanAlbada, A. LagendijkNature (London) 373, 203 (1995).
    [CrossRef]

1995 (3)

1994 (5)

H. Taniguchi, H. TomisawaOpt. Lett. 19, 1852 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

W. L. Sha, C.-H. Liu, R. R. AlfanoOpt. Lett. 19, 1922 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

H. Taniguchi, H. TomisawaAppl. Phys. Lett. 65, 3305 (1994).
[CrossRef]

N. M. Lawandy, R. M. Balachandran, A. S. L. Gomes, E. SauvainNature (London) 368, 436 (1994).
[CrossRef]

H. Taniguchi, H. TomisawaSarjono, Opt. Lett. 19, 366 (1994);M. M. Mazumder, G. Chen, R. K. Chang, J. B. GillespieOpt. Lett. 20, 878 (1995).
[CrossRef]

1993 (3)

H. Taniguchi, S. TanosakiJpn. J. Appl. Phys. 32, L1421 (1993).
[CrossRef]

H. Taniguchi, H. Yamada, T. Fujiwara, S. Tanosaki, H. Ito, H. Morozumi, M. BabaJpn. J. Appl. Phys. 32, L58 (1993).
[CrossRef]

R. L. Armstrong, J.-G. Xie, T. E. Ruekgauer, J. Gu, R. G. PinnickOpt. Lett. 18, 119 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

1992 (2)

M. K. Gonokami, K. Takeda, H. Yasuda, K. EmaJpn. J. Appl. Phys. 31, L99 (1992).
[CrossRef]

R. L. Armstrong, J.-G. Xie, T. E. Ruekgauer, R. G. PinnickOpt. Lett. 17, 943 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

1991 (1)

A. J. Campillo, J. D. Eversole, H.-B. LinPhys. Rev. Lett. 67, 437 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

1990 (1)

1989 (1)

1988 (2)

1984 (1)

1961 (1)

C. G. B. Garret, W. Kaiser, W. L. BondPhys. Rev. 124, 1807 (1961).
[CrossRef]

Alfano, R. R.

Armstrong, R. L.

Baba, M.

H. Taniguchi, H. Yamada, T. Fujiwara, S. Tanosaki, H. Ito, H. Morozumi, M. BabaJpn. J. Appl. Phys. 32, L58 (1993).
[CrossRef]

Balachandran, R. M.

R. M. Balachandran, N. M. LawandyOpt. Lett. 20, 1271 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

N. M. Lawandy, R. M. Balachandran, A. S. L. Gomes, E. SauvainNature (London) 368, 436 (1994).
[CrossRef]

Biswas, A.

Bond, W. L.

C. G. B. Garret, W. Kaiser, W. L. BondPhys. Rev. 124, 1807 (1961).
[CrossRef]

Campillo, A. J.

A. J. Campillo, J. D. Eversole, H.-B. LinPhys. Rev. Lett. 67, 437 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Chang, R. K.

Chylek, P.

Creegan, E.

Cue, N.

Ema, K.

M. K. Gonokami, K. Takeda, H. Yasuda, K. EmaJpn. J. Appl. Phys. 31, L99 (1992).
[CrossRef]

Eversole, J. D.

A. J. Campillo, J. D. Eversole, H.-B. LinPhys. Rev. Lett. 67, 437 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Fernandez, G.

Fujiwara, T.

H. Taniguchi, H. Yamada, T. Fujiwara, S. Tanosaki, H. Ito, H. Morozumi, M. BabaJpn. J. Appl. Phys. 32, L58 (1993).
[CrossRef]

Garret, C. G. B.

C. G. B. Garret, W. Kaiser, W. L. BondPhys. Rev. 124, 1807 (1961).
[CrossRef]

Gomes, A. S. L.

N. M. Lawandy, R. M. Balachandran, A. S. L. Gomes, E. SauvainNature (London) 368, 436 (1994).
[CrossRef]

Gonokami, M. K.

M. K. Gonokami, K. Takeda, H. Yasuda, K. EmaJpn. J. Appl. Phys. 31, L99 (1992).
[CrossRef]

Gu, J.

Hsieh, W.-F.

W.-F. Hsieh, J. B. Zheng, R. K. ChangOpt. Lett. 13, 496 (1988).
[CrossRef]

Ito, H.

H. Taniguchi, H. Yamada, T. Fujiwara, S. Tanosaki, H. Ito, H. Morozumi, M. BabaJpn. J. Appl. Phys. 32, L58 (1993).
[CrossRef]

Jarzembski, M.

Kaiser, W.

C. G. B. Garret, W. Kaiser, W. L. BondPhys. Rev. 124, 1807 (1961).
[CrossRef]

Lagendijk, A.

D. S. Wiersma, M. P. vanAlbada, A. LagendijkNature (London) 373, 203 (1995).
[CrossRef]

Latifi, H.

Lawandy, N. M.

R. M. Balachandran, N. M. LawandyOpt. Lett. 20, 1271 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

N. M. Lawandy, R. M. Balachandran, A. S. L. Gomes, E. SauvainNature (London) 368, 436 (1994).
[CrossRef]

Lin, H.-B.

A. J. Campillo, J. D. Eversole, H.-B. LinPhys. Rev. Lett. 67, 437 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Liu, C.-H.

Long, M. B.

Morozumi, H.

H. Taniguchi, H. Yamada, T. Fujiwara, S. Tanosaki, H. Ito, H. Morozumi, M. BabaJpn. J. Appl. Phys. 32, L58 (1993).
[CrossRef]

Pinnick, R. G.

Ruekgauer, T. E.

Sauvain, E.

N. M. Lawandy, R. M. Balachandran, A. S. L. Gomes, E. SauvainNature (London) 368, 436 (1994).
[CrossRef]

Sha, W. L.

Srivastava, V.

Takeda, K.

M. K. Gonokami, K. Takeda, H. Yasuda, K. EmaJpn. J. Appl. Phys. 31, L99 (1992).
[CrossRef]

Taniguchi, H.

H. Taniguchi, H. TomisawaOpt. Lett. 19, 1852 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

H. Taniguchi, H. TomisawaAppl. Phys. Lett. 65, 3305 (1994).
[CrossRef]

H. Taniguchi, H. TomisawaSarjono, Opt. Lett. 19, 366 (1994);M. M. Mazumder, G. Chen, R. K. Chang, J. B. GillespieOpt. Lett. 20, 878 (1995).
[CrossRef]

H. Taniguchi, H. Yamada, T. Fujiwara, S. Tanosaki, H. Ito, H. Morozumi, M. BabaJpn. J. Appl. Phys. 32, L58 (1993).
[CrossRef]

H. Taniguchi, S. TanosakiJpn. J. Appl. Phys. 32, L1421 (1993).
[CrossRef]

Tanosaki, S.

H. Taniguchi, S. TanosakiJpn. J. Appl. Phys. 32, L1421 (1993).
[CrossRef]

H. Taniguchi, H. Yamada, T. Fujiwara, S. Tanosaki, H. Ito, H. Morozumi, M. BabaJpn. J. Appl. Phys. 32, L58 (1993).
[CrossRef]

Tomisawa, H.

H. Taniguchi, H. TomisawaOpt. Lett. 19, 1852 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

H. Taniguchi, H. TomisawaSarjono, Opt. Lett. 19, 366 (1994);M. M. Mazumder, G. Chen, R. K. Chang, J. B. GillespieOpt. Lett. 20, 878 (1995).
[CrossRef]

H. Taniguchi, H. TomisawaAppl. Phys. Lett. 65, 3305 (1994).
[CrossRef]

Tzang, W.

Tzeng, H.-M.

vanAlbada, M. P.

D. S. Wiersma, M. P. vanAlbada, A. LagendijkNature (London) 373, 203 (1995).
[CrossRef]

Wall, K. F.

Wiersma, D. S.

D. S. Wiersma, M. P. vanAlbada, A. LagendijkNature (London) 373, 203 (1995).
[CrossRef]

Xie, J.-G.

Yamada, H.

H. Taniguchi, H. Yamada, T. Fujiwara, S. Tanosaki, H. Ito, H. Morozumi, M. BabaJpn. J. Appl. Phys. 32, L58 (1993).
[CrossRef]

Yasuda, H.

M. K. Gonokami, K. Takeda, H. Yasuda, K. EmaJpn. J. Appl. Phys. 31, L99 (1992).
[CrossRef]

Yoo, K. M.

Zheng, J. B.

W.-F. Hsieh, J. B. Zheng, R. K. ChangOpt. Lett. 13, 496 (1988).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

H. Taniguchi, H. TomisawaAppl. Phys. Lett. 65, 3305 (1994).
[CrossRef]

Jpn. J. Appl. Phys. (3)

H. Taniguchi, S. TanosakiJpn. J. Appl. Phys. 32, L1421 (1993).
[CrossRef]

M. K. Gonokami, K. Takeda, H. Yasuda, K. EmaJpn. J. Appl. Phys. 31, L99 (1992).
[CrossRef]

H. Taniguchi, H. Yamada, T. Fujiwara, S. Tanosaki, H. Ito, H. Morozumi, M. BabaJpn. J. Appl. Phys. 32, L58 (1993).
[CrossRef]

Nature (2)

N. M. Lawandy, R. M. Balachandran, A. S. L. Gomes, E. SauvainNature (London) 368, 436 (1994).
[CrossRef]

D. S. Wiersma, M. P. vanAlbada, A. LagendijkNature (London) 373, 203 (1995).
[CrossRef]

Opt. Lett. (11)

Phys. Rev. (1)

C. G. B. Garret, W. Kaiser, W. L. BondPhys. Rev. 124, 1807 (1961).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (1)

A. J. Campillo, J. D. Eversole, H.-B. LinPhys. Rev. Lett. 67, 437 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Sarjono, Opt. Lett. (1)

H. Taniguchi, H. TomisawaSarjono, Opt. Lett. 19, 366 (1994);M. M. Mazumder, G. Chen, R. K. Chang, J. B. GillespieOpt. Lett. 20, 878 (1995).
[CrossRef]

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

Pump intensity (Ep) dye-droplet emission intensity characteristics as a parameter of the scattering PMMA nanoparticle densities ND: ND = 0 (plot A), 8.9 × 1011/cm3 (B), 4.4 × 1012/cm3 (C), and 8.9 × 1012/cm3 (D) in (a) and ND = 8.9 × 1012/cm3 (plot D), 1.3 × 1013/cm3 (E; squares), 1.7 × 1013/cm3 (F; inverted triangles), and 2.2 × 1013/cm3 (G) in (b). The arrows at the bending points show the lasing thresholds (Ep ≈ 1.3 and Ep ≈ 1.9 in plots D and C, respectively). The symbols labeled A–G are constant with respect to ND through Figs. 14.

Fig. 2
Fig. 2

Emission spectra as a function of the PMMA nanoparticle densities under fixed pump intensity (Ep = 2.6−2.9).

Fig. 3
Fig. 3

Variation of the spectral linewidths (FWHM) of emission as a function of the PMMA nanoparticle densities as a parameter of the relative pump intensity Ep. The crosses, squares, and filled circles are the cases of Ep = 0.2−0.7, 2.0−2.2, and 2.6−2.9, respectively.

Fig. 4
Fig. 4

Variation of the peak wavelengths of emission as a function of the PMMA nanoparticle densities for various relative pump intensities.

Metrics