Abstract

We report on linear transmittance and reflectance as well as on third-harmonic generation in photonic crystal alloys formed by various compositions of polystyrene and poly (methyl methacrylate) colloidal spheres of the same size. These photonic crystal alloys are structurally ordered but contain refractive-index disorder and thus provide a random variation of scattering potential. The stopgap shows a monotonic shift in wavelength as a function of composition that can be fitted by assuming an effective dielectric constant for the colloidal spheres. In each alloy a dramatic enhancement of third-harmonic generation is observed, always on the short-wavelength side of the stopgap.

© 2004 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. John, Phys. Rev. Lett. 58, 2486 (1987).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. E. Yablonovitch, Phys. Rev. Lett. 58, 2059 (1987).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. P. N. Prasad, Nanophotonics (Wiley, New York, 2004).
  4. J. Martorell, R. Vilaseca, and R. Corbalan, Appl. Phys. Lett. 70, 702 (1997).
    [CrossRef]
  5. P. P. Markowicz, H. Tiryaki, H. Pudavar, P. N. Prasad, N. N. Lepeshkin, and R. W. Boyd, Phys. Rev. Lett. 92, 083903 (2004).
    [CrossRef]
  6. M. M. Sigalas, C. M. Soukoulis, C. T. Chan, and D. Turner, Phys. Rev. B 53, 8340 (1996).
    [CrossRef]
  7. A. A. Asatryan, P. A. Robinson, L. C. Botten, R. C. McPhedran, N. A. Nicorovici, and C. M. de Sterke, Phys. Rev. E 60, 6118 (1999).
    [CrossRef]
  8. A. A. Asatryan, P. A. Robinson, L. C. Botten, R. C. McPhedran, N. A. Nicorovici, and C. M. de Sterke, Phys. Rev. E 62, 5711 (2000).
    [CrossRef]
  9. D. Zou, V. Derlich, K. Gandhi, M. Park, L. Sun, D. Kriz, Y. D. Lee, G. Kim, J. J. Aklonis, and R. Salovey, J. Polym. Sci. A 28, 1909 (1990).
    [CrossRef]
  10. P. Jiang, J. F. Bertone, K. S. Hwang, and V. L. Colvin, Chem. Mater. 11, 2132 (1999).
    [CrossRef]
  11. R. J. Pradhan, I. I. Tarhan, and G. H. Watson, Phys. Rev. B 54, 13721 (1996).
    [CrossRef]
  12. M. M. Sigalas, C. M. Soukoulis, C. T. Chan, R. Biswas, and K. M. Ho, Phys. Rev. B 59, 12767 (1999).
    [CrossRef]
  13. P. N. Prasad and D. J. Williams, Introduction to Nonlinear Optical Effects in Molecules and Polymers (Wiley, New York, 1999).
  14. G. L. Fischer, R. W. Boyd, R. J. Gehr, S. A. Jenekhe, J. A. Osaheni, J. E. Sipe, and L. A. Weller-Brophy, Phys. Rev. Lett. 74, 1871 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]

2004 (1)

P. P. Markowicz, H. Tiryaki, H. Pudavar, P. N. Prasad, N. N. Lepeshkin, and R. W. Boyd, Phys. Rev. Lett. 92, 083903 (2004).
[CrossRef]

2000 (1)

A. A. Asatryan, P. A. Robinson, L. C. Botten, R. C. McPhedran, N. A. Nicorovici, and C. M. de Sterke, Phys. Rev. E 62, 5711 (2000).
[CrossRef]

1999 (3)

A. A. Asatryan, P. A. Robinson, L. C. Botten, R. C. McPhedran, N. A. Nicorovici, and C. M. de Sterke, Phys. Rev. E 60, 6118 (1999).
[CrossRef]

P. Jiang, J. F. Bertone, K. S. Hwang, and V. L. Colvin, Chem. Mater. 11, 2132 (1999).
[CrossRef]

M. M. Sigalas, C. M. Soukoulis, C. T. Chan, R. Biswas, and K. M. Ho, Phys. Rev. B 59, 12767 (1999).
[CrossRef]

1997 (1)

J. Martorell, R. Vilaseca, and R. Corbalan, Appl. Phys. Lett. 70, 702 (1997).
[CrossRef]

1996 (2)

M. M. Sigalas, C. M. Soukoulis, C. T. Chan, and D. Turner, Phys. Rev. B 53, 8340 (1996).
[CrossRef]

R. J. Pradhan, I. I. Tarhan, and G. H. Watson, Phys. Rev. B 54, 13721 (1996).
[CrossRef]

1995 (1)

G. L. Fischer, R. W. Boyd, R. J. Gehr, S. A. Jenekhe, J. A. Osaheni, J. E. Sipe, and L. A. Weller-Brophy, Phys. Rev. Lett. 74, 1871 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

1990 (1)

D. Zou, V. Derlich, K. Gandhi, M. Park, L. Sun, D. Kriz, Y. D. Lee, G. Kim, J. J. Aklonis, and R. Salovey, J. Polym. Sci. A 28, 1909 (1990).
[CrossRef]

1987 (2)

S. John, Phys. Rev. Lett. 58, 2486 (1987).
[CrossRef] [PubMed]

E. Yablonovitch, Phys. Rev. Lett. 58, 2059 (1987).
[CrossRef] [PubMed]

Aklonis, J. J.

D. Zou, V. Derlich, K. Gandhi, M. Park, L. Sun, D. Kriz, Y. D. Lee, G. Kim, J. J. Aklonis, and R. Salovey, J. Polym. Sci. A 28, 1909 (1990).
[CrossRef]

Asatryan, A. A.

A. A. Asatryan, P. A. Robinson, L. C. Botten, R. C. McPhedran, N. A. Nicorovici, and C. M. de Sterke, Phys. Rev. E 62, 5711 (2000).
[CrossRef]

A. A. Asatryan, P. A. Robinson, L. C. Botten, R. C. McPhedran, N. A. Nicorovici, and C. M. de Sterke, Phys. Rev. E 60, 6118 (1999).
[CrossRef]

Bertone, J. F.

P. Jiang, J. F. Bertone, K. S. Hwang, and V. L. Colvin, Chem. Mater. 11, 2132 (1999).
[CrossRef]

Biswas, R.

M. M. Sigalas, C. M. Soukoulis, C. T. Chan, R. Biswas, and K. M. Ho, Phys. Rev. B 59, 12767 (1999).
[CrossRef]

Botten, L. C.

A. A. Asatryan, P. A. Robinson, L. C. Botten, R. C. McPhedran, N. A. Nicorovici, and C. M. de Sterke, Phys. Rev. E 62, 5711 (2000).
[CrossRef]

A. A. Asatryan, P. A. Robinson, L. C. Botten, R. C. McPhedran, N. A. Nicorovici, and C. M. de Sterke, Phys. Rev. E 60, 6118 (1999).
[CrossRef]

Boyd, R. W.

P. P. Markowicz, H. Tiryaki, H. Pudavar, P. N. Prasad, N. N. Lepeshkin, and R. W. Boyd, Phys. Rev. Lett. 92, 083903 (2004).
[CrossRef]

G. L. Fischer, R. W. Boyd, R. J. Gehr, S. A. Jenekhe, J. A. Osaheni, J. E. Sipe, and L. A. Weller-Brophy, Phys. Rev. Lett. 74, 1871 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Chan, C. T.

M. M. Sigalas, C. M. Soukoulis, C. T. Chan, R. Biswas, and K. M. Ho, Phys. Rev. B 59, 12767 (1999).
[CrossRef]

M. M. Sigalas, C. M. Soukoulis, C. T. Chan, and D. Turner, Phys. Rev. B 53, 8340 (1996).
[CrossRef]

Colvin, V. L.

P. Jiang, J. F. Bertone, K. S. Hwang, and V. L. Colvin, Chem. Mater. 11, 2132 (1999).
[CrossRef]

Corbalan, R.

J. Martorell, R. Vilaseca, and R. Corbalan, Appl. Phys. Lett. 70, 702 (1997).
[CrossRef]

de Sterke, C. M.

A. A. Asatryan, P. A. Robinson, L. C. Botten, R. C. McPhedran, N. A. Nicorovici, and C. M. de Sterke, Phys. Rev. E 62, 5711 (2000).
[CrossRef]

A. A. Asatryan, P. A. Robinson, L. C. Botten, R. C. McPhedran, N. A. Nicorovici, and C. M. de Sterke, Phys. Rev. E 60, 6118 (1999).
[CrossRef]

Derlich, V.

D. Zou, V. Derlich, K. Gandhi, M. Park, L. Sun, D. Kriz, Y. D. Lee, G. Kim, J. J. Aklonis, and R. Salovey, J. Polym. Sci. A 28, 1909 (1990).
[CrossRef]

Fischer, G. L.

G. L. Fischer, R. W. Boyd, R. J. Gehr, S. A. Jenekhe, J. A. Osaheni, J. E. Sipe, and L. A. Weller-Brophy, Phys. Rev. Lett. 74, 1871 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Gandhi, K.

D. Zou, V. Derlich, K. Gandhi, M. Park, L. Sun, D. Kriz, Y. D. Lee, G. Kim, J. J. Aklonis, and R. Salovey, J. Polym. Sci. A 28, 1909 (1990).
[CrossRef]

Gehr, R. J.

G. L. Fischer, R. W. Boyd, R. J. Gehr, S. A. Jenekhe, J. A. Osaheni, J. E. Sipe, and L. A. Weller-Brophy, Phys. Rev. Lett. 74, 1871 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Ho, K. M.

M. M. Sigalas, C. M. Soukoulis, C. T. Chan, R. Biswas, and K. M. Ho, Phys. Rev. B 59, 12767 (1999).
[CrossRef]

Hwang, K. S.

P. Jiang, J. F. Bertone, K. S. Hwang, and V. L. Colvin, Chem. Mater. 11, 2132 (1999).
[CrossRef]

Jenekhe, S. A.

G. L. Fischer, R. W. Boyd, R. J. Gehr, S. A. Jenekhe, J. A. Osaheni, J. E. Sipe, and L. A. Weller-Brophy, Phys. Rev. Lett. 74, 1871 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Jiang, P.

P. Jiang, J. F. Bertone, K. S. Hwang, and V. L. Colvin, Chem. Mater. 11, 2132 (1999).
[CrossRef]

John, S.

S. John, Phys. Rev. Lett. 58, 2486 (1987).
[CrossRef] [PubMed]

Kim, G.

D. Zou, V. Derlich, K. Gandhi, M. Park, L. Sun, D. Kriz, Y. D. Lee, G. Kim, J. J. Aklonis, and R. Salovey, J. Polym. Sci. A 28, 1909 (1990).
[CrossRef]

Kriz, D.

D. Zou, V. Derlich, K. Gandhi, M. Park, L. Sun, D. Kriz, Y. D. Lee, G. Kim, J. J. Aklonis, and R. Salovey, J. Polym. Sci. A 28, 1909 (1990).
[CrossRef]

Lee, Y. D.

D. Zou, V. Derlich, K. Gandhi, M. Park, L. Sun, D. Kriz, Y. D. Lee, G. Kim, J. J. Aklonis, and R. Salovey, J. Polym. Sci. A 28, 1909 (1990).
[CrossRef]

Lepeshkin, N. N.

P. P. Markowicz, H. Tiryaki, H. Pudavar, P. N. Prasad, N. N. Lepeshkin, and R. W. Boyd, Phys. Rev. Lett. 92, 083903 (2004).
[CrossRef]

Markowicz, P. P.

P. P. Markowicz, H. Tiryaki, H. Pudavar, P. N. Prasad, N. N. Lepeshkin, and R. W. Boyd, Phys. Rev. Lett. 92, 083903 (2004).
[CrossRef]

Martorell, J.

J. Martorell, R. Vilaseca, and R. Corbalan, Appl. Phys. Lett. 70, 702 (1997).
[CrossRef]

McPhedran, R. C.

A. A. Asatryan, P. A. Robinson, L. C. Botten, R. C. McPhedran, N. A. Nicorovici, and C. M. de Sterke, Phys. Rev. E 62, 5711 (2000).
[CrossRef]

A. A. Asatryan, P. A. Robinson, L. C. Botten, R. C. McPhedran, N. A. Nicorovici, and C. M. de Sterke, Phys. Rev. E 60, 6118 (1999).
[CrossRef]

Nicorovici, N. A.

A. A. Asatryan, P. A. Robinson, L. C. Botten, R. C. McPhedran, N. A. Nicorovici, and C. M. de Sterke, Phys. Rev. E 62, 5711 (2000).
[CrossRef]

A. A. Asatryan, P. A. Robinson, L. C. Botten, R. C. McPhedran, N. A. Nicorovici, and C. M. de Sterke, Phys. Rev. E 60, 6118 (1999).
[CrossRef]

Osaheni, J. A.

G. L. Fischer, R. W. Boyd, R. J. Gehr, S. A. Jenekhe, J. A. Osaheni, J. E. Sipe, and L. A. Weller-Brophy, Phys. Rev. Lett. 74, 1871 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Park, M.

D. Zou, V. Derlich, K. Gandhi, M. Park, L. Sun, D. Kriz, Y. D. Lee, G. Kim, J. J. Aklonis, and R. Salovey, J. Polym. Sci. A 28, 1909 (1990).
[CrossRef]

Pradhan, R. J.

R. J. Pradhan, I. I. Tarhan, and G. H. Watson, Phys. Rev. B 54, 13721 (1996).
[CrossRef]

Prasad, P. N.

P. P. Markowicz, H. Tiryaki, H. Pudavar, P. N. Prasad, N. N. Lepeshkin, and R. W. Boyd, Phys. Rev. Lett. 92, 083903 (2004).
[CrossRef]

P. N. Prasad, Nanophotonics (Wiley, New York, 2004).

P. N. Prasad and D. J. Williams, Introduction to Nonlinear Optical Effects in Molecules and Polymers (Wiley, New York, 1999).

Pudavar, H.

P. P. Markowicz, H. Tiryaki, H. Pudavar, P. N. Prasad, N. N. Lepeshkin, and R. W. Boyd, Phys. Rev. Lett. 92, 083903 (2004).
[CrossRef]

Robinson, P. A.

A. A. Asatryan, P. A. Robinson, L. C. Botten, R. C. McPhedran, N. A. Nicorovici, and C. M. de Sterke, Phys. Rev. E 62, 5711 (2000).
[CrossRef]

A. A. Asatryan, P. A. Robinson, L. C. Botten, R. C. McPhedran, N. A. Nicorovici, and C. M. de Sterke, Phys. Rev. E 60, 6118 (1999).
[CrossRef]

Salovey, R.

D. Zou, V. Derlich, K. Gandhi, M. Park, L. Sun, D. Kriz, Y. D. Lee, G. Kim, J. J. Aklonis, and R. Salovey, J. Polym. Sci. A 28, 1909 (1990).
[CrossRef]

Sigalas, M. M.

M. M. Sigalas, C. M. Soukoulis, C. T. Chan, R. Biswas, and K. M. Ho, Phys. Rev. B 59, 12767 (1999).
[CrossRef]

M. M. Sigalas, C. M. Soukoulis, C. T. Chan, and D. Turner, Phys. Rev. B 53, 8340 (1996).
[CrossRef]

Sipe, J. E.

G. L. Fischer, R. W. Boyd, R. J. Gehr, S. A. Jenekhe, J. A. Osaheni, J. E. Sipe, and L. A. Weller-Brophy, Phys. Rev. Lett. 74, 1871 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Soukoulis, C. M.

M. M. Sigalas, C. M. Soukoulis, C. T. Chan, R. Biswas, and K. M. Ho, Phys. Rev. B 59, 12767 (1999).
[CrossRef]

M. M. Sigalas, C. M. Soukoulis, C. T. Chan, and D. Turner, Phys. Rev. B 53, 8340 (1996).
[CrossRef]

Sun, L.

D. Zou, V. Derlich, K. Gandhi, M. Park, L. Sun, D. Kriz, Y. D. Lee, G. Kim, J. J. Aklonis, and R. Salovey, J. Polym. Sci. A 28, 1909 (1990).
[CrossRef]

Tarhan, I. I.

R. J. Pradhan, I. I. Tarhan, and G. H. Watson, Phys. Rev. B 54, 13721 (1996).
[CrossRef]

Tiryaki, H.

P. P. Markowicz, H. Tiryaki, H. Pudavar, P. N. Prasad, N. N. Lepeshkin, and R. W. Boyd, Phys. Rev. Lett. 92, 083903 (2004).
[CrossRef]

Turner, D.

M. M. Sigalas, C. M. Soukoulis, C. T. Chan, and D. Turner, Phys. Rev. B 53, 8340 (1996).
[CrossRef]

Vilaseca, R.

J. Martorell, R. Vilaseca, and R. Corbalan, Appl. Phys. Lett. 70, 702 (1997).
[CrossRef]

Watson, G. H.

R. J. Pradhan, I. I. Tarhan, and G. H. Watson, Phys. Rev. B 54, 13721 (1996).
[CrossRef]

Weller-Brophy, L. A.

G. L. Fischer, R. W. Boyd, R. J. Gehr, S. A. Jenekhe, J. A. Osaheni, J. E. Sipe, and L. A. Weller-Brophy, Phys. Rev. Lett. 74, 1871 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Williams, D. J.

P. N. Prasad and D. J. Williams, Introduction to Nonlinear Optical Effects in Molecules and Polymers (Wiley, New York, 1999).

Yablonovitch, E.

E. Yablonovitch, Phys. Rev. Lett. 58, 2059 (1987).
[CrossRef] [PubMed]

Zou, D.

D. Zou, V. Derlich, K. Gandhi, M. Park, L. Sun, D. Kriz, Y. D. Lee, G. Kim, J. J. Aklonis, and R. Salovey, J. Polym. Sci. A 28, 1909 (1990).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

J. Martorell, R. Vilaseca, and R. Corbalan, Appl. Phys. Lett. 70, 702 (1997).
[CrossRef]

Chem. Mater. (1)

P. Jiang, J. F. Bertone, K. S. Hwang, and V. L. Colvin, Chem. Mater. 11, 2132 (1999).
[CrossRef]

J. Polym. Sci. A (1)

D. Zou, V. Derlich, K. Gandhi, M. Park, L. Sun, D. Kriz, Y. D. Lee, G. Kim, J. J. Aklonis, and R. Salovey, J. Polym. Sci. A 28, 1909 (1990).
[CrossRef]

Phys. Rev. B (3)

M. M. Sigalas, C. M. Soukoulis, C. T. Chan, and D. Turner, Phys. Rev. B 53, 8340 (1996).
[CrossRef]

R. J. Pradhan, I. I. Tarhan, and G. H. Watson, Phys. Rev. B 54, 13721 (1996).
[CrossRef]

M. M. Sigalas, C. M. Soukoulis, C. T. Chan, R. Biswas, and K. M. Ho, Phys. Rev. B 59, 12767 (1999).
[CrossRef]

Phys. Rev. E (2)

A. A. Asatryan, P. A. Robinson, L. C. Botten, R. C. McPhedran, N. A. Nicorovici, and C. M. de Sterke, Phys. Rev. E 60, 6118 (1999).
[CrossRef]

A. A. Asatryan, P. A. Robinson, L. C. Botten, R. C. McPhedran, N. A. Nicorovici, and C. M. de Sterke, Phys. Rev. E 62, 5711 (2000).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (4)

G. L. Fischer, R. W. Boyd, R. J. Gehr, S. A. Jenekhe, J. A. Osaheni, J. E. Sipe, and L. A. Weller-Brophy, Phys. Rev. Lett. 74, 1871 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

P. P. Markowicz, H. Tiryaki, H. Pudavar, P. N. Prasad, N. N. Lepeshkin, and R. W. Boyd, Phys. Rev. Lett. 92, 083903 (2004).
[CrossRef]

S. John, Phys. Rev. Lett. 58, 2486 (1987).
[CrossRef] [PubMed]

E. Yablonovitch, Phys. Rev. Lett. 58, 2059 (1987).
[CrossRef] [PubMed]

Other (2)

P. N. Prasad, Nanophotonics (Wiley, New York, 2004).

P. N. Prasad and D. J. Williams, Introduction to Nonlinear Optical Effects in Molecules and Polymers (Wiley, New York, 1999).

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