Abstract

We performed optical characterizations of optical delay lines based on photonic crystal waveguides. The delay lines were composed of cylindrical air holes in silicon-on-silicon-dioxide ridge waveguides, defects were periodically created by means of increasing the separation of two neighboring air holes, and the structure was designed to have flat-transmittance impurity band. We clearly observed an impurity band with a bandwidth of 30 nm and a maximum transmittance of 0.5 at an operating wavelength of 1.55 µm. A 600-fs delay was confirmed with a 20µm-long delay line. A good agreement was confirmed between the experimental results and the calculations.

© 2002 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. Y. A. Vlasov, S. Petit, G. Klein, B. Honerlage, and Ch. Hirlimann, Phys. Rev. E 60, 1030 (1999).
    [Crossref]
  2. M. Bayindir and E. Ozbay, Phys. Rev. B 62, R2247 (2000).
    [Crossref]
  3. M. Scalora, R. J. Flynn, S. B. Reinhardt, R. L. Fork, M. J. Bloemer, M. D. Tocci, C. M. Bowden, H. S. Ledbetter, J. M. Bendickson, and R. P. Leavitt, Phys. Rev. E 54, R1078 (1996).
    [Crossref]
  4. M. Notomi, K. Yamada, A. Shinya, J. Takahashi, C. Takahashi, and I. Yokohama, Phys. Rev. Lett. 87, 253902 (2001).
    [Crossref]
  5. S. Lan, S. Nishikawa, and O. Wada, J. Appl. Phys. 90, 4321 (2001).
    [Crossref]
  6. A. Yariv, Y. Xu, R. K. Lee, and A. Scherer, Opt. Lett. 24, 711 (1999).
    [Crossref]
  7. M. Bayer, T. Gutbrod, A. Forchel, T. L. Reinecke, P. A. Knipp, R. Werner, and J. P. Reithmaier, Phys. Rev. Lett. 83, 5374 (1999).
    [Crossref]
  8. S. Olivier, C. Smith, M. Rattier, H. Bensity, C. Weisbuch, T. Krauss, R. Houdré, and U. Oesterlé, Opt. Lett. 26, 1019 (2001).
    [Crossref]
  9. S. Lan, S. Nishikawa, Y. Sugimoto, N. Ikeda, K. Asakawa, and H. Ishikawa, Phys. Rev. B 65, 165208 (2002).
    [Crossref]
  10. S. Zhu, N. Liu, H. Zheng, and H. Chen, Opt. Commun. 174, 139 (2000).
    [Crossref]
  11. Y. Sugimoto, S. Lan, S. Nishikawa, N. Ikeda, H. Ishikawa, and K. Asakawa, Appl. Phys. Lett. 81, 1946 (2002).
    [Crossref]
  12. J. S. Foresi, P. R. Villeneuve, J. Ferrera, E. R. Thoen, G. Steinmeyer, S. Fan, J. D. Jannopoulos, L. C. Kimerling, H. I. Smith, and E. P. Ippen, Nature 390, 143 (1997).
    [Crossref]
  13. J. M. Bendickson and J. P. Dowling, Phys. Rev. E 53, 4107 (1996).
    [Crossref]

2002 (2)

S. Lan, S. Nishikawa, Y. Sugimoto, N. Ikeda, K. Asakawa, and H. Ishikawa, Phys. Rev. B 65, 165208 (2002).
[Crossref]

Y. Sugimoto, S. Lan, S. Nishikawa, N. Ikeda, H. Ishikawa, and K. Asakawa, Appl. Phys. Lett. 81, 1946 (2002).
[Crossref]

2001 (3)

M. Notomi, K. Yamada, A. Shinya, J. Takahashi, C. Takahashi, and I. Yokohama, Phys. Rev. Lett. 87, 253902 (2001).
[Crossref]

S. Lan, S. Nishikawa, and O. Wada, J. Appl. Phys. 90, 4321 (2001).
[Crossref]

S. Olivier, C. Smith, M. Rattier, H. Bensity, C. Weisbuch, T. Krauss, R. Houdré, and U. Oesterlé, Opt. Lett. 26, 1019 (2001).
[Crossref]

2000 (2)

M. Bayindir and E. Ozbay, Phys. Rev. B 62, R2247 (2000).
[Crossref]

S. Zhu, N. Liu, H. Zheng, and H. Chen, Opt. Commun. 174, 139 (2000).
[Crossref]

1999 (3)

Y. A. Vlasov, S. Petit, G. Klein, B. Honerlage, and Ch. Hirlimann, Phys. Rev. E 60, 1030 (1999).
[Crossref]

A. Yariv, Y. Xu, R. K. Lee, and A. Scherer, Opt. Lett. 24, 711 (1999).
[Crossref]

M. Bayer, T. Gutbrod, A. Forchel, T. L. Reinecke, P. A. Knipp, R. Werner, and J. P. Reithmaier, Phys. Rev. Lett. 83, 5374 (1999).
[Crossref]

1997 (1)

J. S. Foresi, P. R. Villeneuve, J. Ferrera, E. R. Thoen, G. Steinmeyer, S. Fan, J. D. Jannopoulos, L. C. Kimerling, H. I. Smith, and E. P. Ippen, Nature 390, 143 (1997).
[Crossref]

1996 (2)

J. M. Bendickson and J. P. Dowling, Phys. Rev. E 53, 4107 (1996).
[Crossref]

M. Scalora, R. J. Flynn, S. B. Reinhardt, R. L. Fork, M. J. Bloemer, M. D. Tocci, C. M. Bowden, H. S. Ledbetter, J. M. Bendickson, and R. P. Leavitt, Phys. Rev. E 54, R1078 (1996).
[Crossref]

Asakawa, K.

S. Lan, S. Nishikawa, Y. Sugimoto, N. Ikeda, K. Asakawa, and H. Ishikawa, Phys. Rev. B 65, 165208 (2002).
[Crossref]

Y. Sugimoto, S. Lan, S. Nishikawa, N. Ikeda, H. Ishikawa, and K. Asakawa, Appl. Phys. Lett. 81, 1946 (2002).
[Crossref]

Bayer, M.

M. Bayer, T. Gutbrod, A. Forchel, T. L. Reinecke, P. A. Knipp, R. Werner, and J. P. Reithmaier, Phys. Rev. Lett. 83, 5374 (1999).
[Crossref]

Bayindir, M.

M. Bayindir and E. Ozbay, Phys. Rev. B 62, R2247 (2000).
[Crossref]

Bendickson, J. M.

M. Scalora, R. J. Flynn, S. B. Reinhardt, R. L. Fork, M. J. Bloemer, M. D. Tocci, C. M. Bowden, H. S. Ledbetter, J. M. Bendickson, and R. P. Leavitt, Phys. Rev. E 54, R1078 (1996).
[Crossref]

J. M. Bendickson and J. P. Dowling, Phys. Rev. E 53, 4107 (1996).
[Crossref]

Bensity, H.

Bloemer, M. J.

M. Scalora, R. J. Flynn, S. B. Reinhardt, R. L. Fork, M. J. Bloemer, M. D. Tocci, C. M. Bowden, H. S. Ledbetter, J. M. Bendickson, and R. P. Leavitt, Phys. Rev. E 54, R1078 (1996).
[Crossref]

Bowden, C. M.

M. Scalora, R. J. Flynn, S. B. Reinhardt, R. L. Fork, M. J. Bloemer, M. D. Tocci, C. M. Bowden, H. S. Ledbetter, J. M. Bendickson, and R. P. Leavitt, Phys. Rev. E 54, R1078 (1996).
[Crossref]

Chen, H.

S. Zhu, N. Liu, H. Zheng, and H. Chen, Opt. Commun. 174, 139 (2000).
[Crossref]

Dowling, J. P.

J. M. Bendickson and J. P. Dowling, Phys. Rev. E 53, 4107 (1996).
[Crossref]

Fan, S.

J. S. Foresi, P. R. Villeneuve, J. Ferrera, E. R. Thoen, G. Steinmeyer, S. Fan, J. D. Jannopoulos, L. C. Kimerling, H. I. Smith, and E. P. Ippen, Nature 390, 143 (1997).
[Crossref]

Ferrera, J.

J. S. Foresi, P. R. Villeneuve, J. Ferrera, E. R. Thoen, G. Steinmeyer, S. Fan, J. D. Jannopoulos, L. C. Kimerling, H. I. Smith, and E. P. Ippen, Nature 390, 143 (1997).
[Crossref]

Flynn, R. J.

M. Scalora, R. J. Flynn, S. B. Reinhardt, R. L. Fork, M. J. Bloemer, M. D. Tocci, C. M. Bowden, H. S. Ledbetter, J. M. Bendickson, and R. P. Leavitt, Phys. Rev. E 54, R1078 (1996).
[Crossref]

Forchel, A.

M. Bayer, T. Gutbrod, A. Forchel, T. L. Reinecke, P. A. Knipp, R. Werner, and J. P. Reithmaier, Phys. Rev. Lett. 83, 5374 (1999).
[Crossref]

Foresi, J. S.

J. S. Foresi, P. R. Villeneuve, J. Ferrera, E. R. Thoen, G. Steinmeyer, S. Fan, J. D. Jannopoulos, L. C. Kimerling, H. I. Smith, and E. P. Ippen, Nature 390, 143 (1997).
[Crossref]

Fork, R. L.

M. Scalora, R. J. Flynn, S. B. Reinhardt, R. L. Fork, M. J. Bloemer, M. D. Tocci, C. M. Bowden, H. S. Ledbetter, J. M. Bendickson, and R. P. Leavitt, Phys. Rev. E 54, R1078 (1996).
[Crossref]

Gutbrod, T.

M. Bayer, T. Gutbrod, A. Forchel, T. L. Reinecke, P. A. Knipp, R. Werner, and J. P. Reithmaier, Phys. Rev. Lett. 83, 5374 (1999).
[Crossref]

Hirlimann, Ch.

Y. A. Vlasov, S. Petit, G. Klein, B. Honerlage, and Ch. Hirlimann, Phys. Rev. E 60, 1030 (1999).
[Crossref]

Honerlage, B.

Y. A. Vlasov, S. Petit, G. Klein, B. Honerlage, and Ch. Hirlimann, Phys. Rev. E 60, 1030 (1999).
[Crossref]

Houdré, R.

Ikeda, N.

Y. Sugimoto, S. Lan, S. Nishikawa, N. Ikeda, H. Ishikawa, and K. Asakawa, Appl. Phys. Lett. 81, 1946 (2002).
[Crossref]

S. Lan, S. Nishikawa, Y. Sugimoto, N. Ikeda, K. Asakawa, and H. Ishikawa, Phys. Rev. B 65, 165208 (2002).
[Crossref]

Ippen, E. P.

J. S. Foresi, P. R. Villeneuve, J. Ferrera, E. R. Thoen, G. Steinmeyer, S. Fan, J. D. Jannopoulos, L. C. Kimerling, H. I. Smith, and E. P. Ippen, Nature 390, 143 (1997).
[Crossref]

Ishikawa, H.

Y. Sugimoto, S. Lan, S. Nishikawa, N. Ikeda, H. Ishikawa, and K. Asakawa, Appl. Phys. Lett. 81, 1946 (2002).
[Crossref]

S. Lan, S. Nishikawa, Y. Sugimoto, N. Ikeda, K. Asakawa, and H. Ishikawa, Phys. Rev. B 65, 165208 (2002).
[Crossref]

Jannopoulos, J. D.

J. S. Foresi, P. R. Villeneuve, J. Ferrera, E. R. Thoen, G. Steinmeyer, S. Fan, J. D. Jannopoulos, L. C. Kimerling, H. I. Smith, and E. P. Ippen, Nature 390, 143 (1997).
[Crossref]

Kimerling, L. C.

J. S. Foresi, P. R. Villeneuve, J. Ferrera, E. R. Thoen, G. Steinmeyer, S. Fan, J. D. Jannopoulos, L. C. Kimerling, H. I. Smith, and E. P. Ippen, Nature 390, 143 (1997).
[Crossref]

Klein, G.

Y. A. Vlasov, S. Petit, G. Klein, B. Honerlage, and Ch. Hirlimann, Phys. Rev. E 60, 1030 (1999).
[Crossref]

Knipp, P. A.

M. Bayer, T. Gutbrod, A. Forchel, T. L. Reinecke, P. A. Knipp, R. Werner, and J. P. Reithmaier, Phys. Rev. Lett. 83, 5374 (1999).
[Crossref]

Krauss, T.

Lan, S.

S. Lan, S. Nishikawa, Y. Sugimoto, N. Ikeda, K. Asakawa, and H. Ishikawa, Phys. Rev. B 65, 165208 (2002).
[Crossref]

Y. Sugimoto, S. Lan, S. Nishikawa, N. Ikeda, H. Ishikawa, and K. Asakawa, Appl. Phys. Lett. 81, 1946 (2002).
[Crossref]

S. Lan, S. Nishikawa, and O. Wada, J. Appl. Phys. 90, 4321 (2001).
[Crossref]

Leavitt, R. P.

M. Scalora, R. J. Flynn, S. B. Reinhardt, R. L. Fork, M. J. Bloemer, M. D. Tocci, C. M. Bowden, H. S. Ledbetter, J. M. Bendickson, and R. P. Leavitt, Phys. Rev. E 54, R1078 (1996).
[Crossref]

Ledbetter, H. S.

M. Scalora, R. J. Flynn, S. B. Reinhardt, R. L. Fork, M. J. Bloemer, M. D. Tocci, C. M. Bowden, H. S. Ledbetter, J. M. Bendickson, and R. P. Leavitt, Phys. Rev. E 54, R1078 (1996).
[Crossref]

Lee, R. K.

Liu, N.

S. Zhu, N. Liu, H. Zheng, and H. Chen, Opt. Commun. 174, 139 (2000).
[Crossref]

Nishikawa, S.

Y. Sugimoto, S. Lan, S. Nishikawa, N. Ikeda, H. Ishikawa, and K. Asakawa, Appl. Phys. Lett. 81, 1946 (2002).
[Crossref]

S. Lan, S. Nishikawa, Y. Sugimoto, N. Ikeda, K. Asakawa, and H. Ishikawa, Phys. Rev. B 65, 165208 (2002).
[Crossref]

S. Lan, S. Nishikawa, and O. Wada, J. Appl. Phys. 90, 4321 (2001).
[Crossref]

Notomi, M.

M. Notomi, K. Yamada, A. Shinya, J. Takahashi, C. Takahashi, and I. Yokohama, Phys. Rev. Lett. 87, 253902 (2001).
[Crossref]

Oesterlé, U.

Olivier, S.

Ozbay, E.

M. Bayindir and E. Ozbay, Phys. Rev. B 62, R2247 (2000).
[Crossref]

Petit, S.

Y. A. Vlasov, S. Petit, G. Klein, B. Honerlage, and Ch. Hirlimann, Phys. Rev. E 60, 1030 (1999).
[Crossref]

Rattier, M.

Reinecke, T. L.

M. Bayer, T. Gutbrod, A. Forchel, T. L. Reinecke, P. A. Knipp, R. Werner, and J. P. Reithmaier, Phys. Rev. Lett. 83, 5374 (1999).
[Crossref]

Reinhardt, S. B.

M. Scalora, R. J. Flynn, S. B. Reinhardt, R. L. Fork, M. J. Bloemer, M. D. Tocci, C. M. Bowden, H. S. Ledbetter, J. M. Bendickson, and R. P. Leavitt, Phys. Rev. E 54, R1078 (1996).
[Crossref]

Reithmaier, J. P.

M. Bayer, T. Gutbrod, A. Forchel, T. L. Reinecke, P. A. Knipp, R. Werner, and J. P. Reithmaier, Phys. Rev. Lett. 83, 5374 (1999).
[Crossref]

Scalora, M.

M. Scalora, R. J. Flynn, S. B. Reinhardt, R. L. Fork, M. J. Bloemer, M. D. Tocci, C. M. Bowden, H. S. Ledbetter, J. M. Bendickson, and R. P. Leavitt, Phys. Rev. E 54, R1078 (1996).
[Crossref]

Scherer, A.

Shinya, A.

M. Notomi, K. Yamada, A. Shinya, J. Takahashi, C. Takahashi, and I. Yokohama, Phys. Rev. Lett. 87, 253902 (2001).
[Crossref]

Smith, C.

Smith, H. I.

J. S. Foresi, P. R. Villeneuve, J. Ferrera, E. R. Thoen, G. Steinmeyer, S. Fan, J. D. Jannopoulos, L. C. Kimerling, H. I. Smith, and E. P. Ippen, Nature 390, 143 (1997).
[Crossref]

Steinmeyer, G.

J. S. Foresi, P. R. Villeneuve, J. Ferrera, E. R. Thoen, G. Steinmeyer, S. Fan, J. D. Jannopoulos, L. C. Kimerling, H. I. Smith, and E. P. Ippen, Nature 390, 143 (1997).
[Crossref]

Sugimoto, Y.

Y. Sugimoto, S. Lan, S. Nishikawa, N. Ikeda, H. Ishikawa, and K. Asakawa, Appl. Phys. Lett. 81, 1946 (2002).
[Crossref]

S. Lan, S. Nishikawa, Y. Sugimoto, N. Ikeda, K. Asakawa, and H. Ishikawa, Phys. Rev. B 65, 165208 (2002).
[Crossref]

Takahashi, C.

M. Notomi, K. Yamada, A. Shinya, J. Takahashi, C. Takahashi, and I. Yokohama, Phys. Rev. Lett. 87, 253902 (2001).
[Crossref]

Takahashi, J.

M. Notomi, K. Yamada, A. Shinya, J. Takahashi, C. Takahashi, and I. Yokohama, Phys. Rev. Lett. 87, 253902 (2001).
[Crossref]

Thoen, E. R.

J. S. Foresi, P. R. Villeneuve, J. Ferrera, E. R. Thoen, G. Steinmeyer, S. Fan, J. D. Jannopoulos, L. C. Kimerling, H. I. Smith, and E. P. Ippen, Nature 390, 143 (1997).
[Crossref]

Tocci, M. D.

M. Scalora, R. J. Flynn, S. B. Reinhardt, R. L. Fork, M. J. Bloemer, M. D. Tocci, C. M. Bowden, H. S. Ledbetter, J. M. Bendickson, and R. P. Leavitt, Phys. Rev. E 54, R1078 (1996).
[Crossref]

Villeneuve, P. R.

J. S. Foresi, P. R. Villeneuve, J. Ferrera, E. R. Thoen, G. Steinmeyer, S. Fan, J. D. Jannopoulos, L. C. Kimerling, H. I. Smith, and E. P. Ippen, Nature 390, 143 (1997).
[Crossref]

Vlasov, Y. A.

Y. A. Vlasov, S. Petit, G. Klein, B. Honerlage, and Ch. Hirlimann, Phys. Rev. E 60, 1030 (1999).
[Crossref]

Wada, O.

S. Lan, S. Nishikawa, and O. Wada, J. Appl. Phys. 90, 4321 (2001).
[Crossref]

Weisbuch, C.

Werner, R.

M. Bayer, T. Gutbrod, A. Forchel, T. L. Reinecke, P. A. Knipp, R. Werner, and J. P. Reithmaier, Phys. Rev. Lett. 83, 5374 (1999).
[Crossref]

Xu, Y.

Yamada, K.

M. Notomi, K. Yamada, A. Shinya, J. Takahashi, C. Takahashi, and I. Yokohama, Phys. Rev. Lett. 87, 253902 (2001).
[Crossref]

Yariv, A.

Yokohama, I.

M. Notomi, K. Yamada, A. Shinya, J. Takahashi, C. Takahashi, and I. Yokohama, Phys. Rev. Lett. 87, 253902 (2001).
[Crossref]

Zheng, H.

S. Zhu, N. Liu, H. Zheng, and H. Chen, Opt. Commun. 174, 139 (2000).
[Crossref]

Zhu, S.

S. Zhu, N. Liu, H. Zheng, and H. Chen, Opt. Commun. 174, 139 (2000).
[Crossref]

Appl. Phys. Lett. (1)

Y. Sugimoto, S. Lan, S. Nishikawa, N. Ikeda, H. Ishikawa, and K. Asakawa, Appl. Phys. Lett. 81, 1946 (2002).
[Crossref]

J. Appl. Phys. (1)

S. Lan, S. Nishikawa, and O. Wada, J. Appl. Phys. 90, 4321 (2001).
[Crossref]

Nature (1)

J. S. Foresi, P. R. Villeneuve, J. Ferrera, E. R. Thoen, G. Steinmeyer, S. Fan, J. D. Jannopoulos, L. C. Kimerling, H. I. Smith, and E. P. Ippen, Nature 390, 143 (1997).
[Crossref]

Opt. Commun. (1)

S. Zhu, N. Liu, H. Zheng, and H. Chen, Opt. Commun. 174, 139 (2000).
[Crossref]

Opt. Lett. (2)

Phys. Rev. B (2)

M. Bayindir and E. Ozbay, Phys. Rev. B 62, R2247 (2000).
[Crossref]

S. Lan, S. Nishikawa, Y. Sugimoto, N. Ikeda, K. Asakawa, and H. Ishikawa, Phys. Rev. B 65, 165208 (2002).
[Crossref]

Phys. Rev. E (3)

Y. A. Vlasov, S. Petit, G. Klein, B. Honerlage, and Ch. Hirlimann, Phys. Rev. E 60, 1030 (1999).
[Crossref]

M. Scalora, R. J. Flynn, S. B. Reinhardt, R. L. Fork, M. J. Bloemer, M. D. Tocci, C. M. Bowden, H. S. Ledbetter, J. M. Bendickson, and R. P. Leavitt, Phys. Rev. E 54, R1078 (1996).
[Crossref]

J. M. Bendickson and J. P. Dowling, Phys. Rev. E 53, 4107 (1996).
[Crossref]

Phys. Rev. Lett. (2)

M. Notomi, K. Yamada, A. Shinya, J. Takahashi, C. Takahashi, and I. Yokohama, Phys. Rev. Lett. 87, 253902 (2001).
[Crossref]

M. Bayer, T. Gutbrod, A. Forchel, T. L. Reinecke, P. A. Knipp, R. Werner, and J. P. Reithmaier, Phys. Rev. Lett. 83, 5374 (1999).
[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

(a) Schematic illustration of the 1D PC waveguide. (b) Design of the CCW for a flat impurity band.

Fig. 2
Fig. 2

Measured and calculated transmission spectra for the 1D PCs. Dashed curve, calculated for the designed structure; dotted curve, calculated for the fabricated structure; solid curve, measured spectrum.

Fig. 3
Fig. 3

Comparison of the measured transmission spectra of three different samples with the same designed structure.

Fig. 4
Fig. 4

Transmitted pulse profiles of 1D PC waveguide: (a) measured profile, (b) calculated profile. Solid curve, reference waveguide; dashed curve, 1D PC waveguide. Inset, spectra of the incident pulse and the transmission band.

Metrics