Abstract

Membrane-based photonic crystal GaAs cavities with a double-heterostructure design were investigated. They show the highest quality factors for GaAs photonic crystal cavities to date, exhibiting quality factors higher than 105. The resonances of these cavities were fine-tuned in steps smaller than 2nm by digital etching.

© 2006 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. Y. Sugimoto, Y. Tanaka, N. Ikeda, Y. Nakamura, K. Asakawa, and K. Inoue, Opt. Express 12, 1090 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. S. Y. Lin, E. Chow, and J. Bur, S. G. Johnson, and J. D. Joannopoulos, Opt. Lett. 27, 1400 (2002).
    [CrossRef]
  3. S. Noda, A. Chutlnan, and M. Imada, Nature 407, 608 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. O. Painter, R. K. Lee, A. Scherer, A. Yariv, J. D. O'Brien, P. D. Dapkus, and I. Kim, Science 284, 1819 (1999).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. J. P. Reithmaier, G. Sek, A. Löffler, C. Hofmann, S. Kuhn, S. Reitzenstein, L. V. Keldysh, V. D. Kulakovskii, T. L. Reinecke, and A. Forchel, Nature 432, 197 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. T. Yoshie, A. Scherer, J. Hendrickson, G. Khitrova, H. M. Gibbs, G. Rupper, C. Ell, O. B. Shchekin, and D. G. Deppe, Nature 432, 200 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. B.-S. Song, S. Noda, T. Asano, and Y. Akahane, Nat. Mater. 4, 207 (2005).
    [CrossRef]
  8. K. Hennessy, A. Badolato, A. Tamboli, P. M. Petroff, E. Hu, M. Atatüre, J. Dreiser, and A. Imamoglu, Appl. Phys. Lett. 87, 021108 (2005).
    [CrossRef]
  9. A. Talneau, Ph. Lalanne, M. Agio, and C. M. Soukoulis, Opt. Lett. 27, 1522 (2002).
    [CrossRef]
  10. G. C. DeSalvo, C. A. Bozada, J. L. Ebel, D. C. Look, J. P. Barette, C. L. A. Cerny, R. W. Dettmer, J. K. Gillespie, C. K. Havasy, T. J. Jenkins, K. Nakano, C. I. Pettiford, T. K. Quach, J. S. Sewell, and G. D. Via, J. Electrochem. Soc. 143, 3652 (1996).
    [CrossRef]

2005

B.-S. Song, S. Noda, T. Asano, and Y. Akahane, Nat. Mater. 4, 207 (2005).
[CrossRef]

K. Hennessy, A. Badolato, A. Tamboli, P. M. Petroff, E. Hu, M. Atatüre, J. Dreiser, and A. Imamoglu, Appl. Phys. Lett. 87, 021108 (2005).
[CrossRef]

2004

J. P. Reithmaier, G. Sek, A. Löffler, C. Hofmann, S. Kuhn, S. Reitzenstein, L. V. Keldysh, V. D. Kulakovskii, T. L. Reinecke, and A. Forchel, Nature 432, 197 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

T. Yoshie, A. Scherer, J. Hendrickson, G. Khitrova, H. M. Gibbs, G. Rupper, C. Ell, O. B. Shchekin, and D. G. Deppe, Nature 432, 200 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Y. Sugimoto, Y. Tanaka, N. Ikeda, Y. Nakamura, K. Asakawa, and K. Inoue, Opt. Express 12, 1090 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

2002

2000

S. Noda, A. Chutlnan, and M. Imada, Nature 407, 608 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

1999

O. Painter, R. K. Lee, A. Scherer, A. Yariv, J. D. O'Brien, P. D. Dapkus, and I. Kim, Science 284, 1819 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

1996

G. C. DeSalvo, C. A. Bozada, J. L. Ebel, D. C. Look, J. P. Barette, C. L. A. Cerny, R. W. Dettmer, J. K. Gillespie, C. K. Havasy, T. J. Jenkins, K. Nakano, C. I. Pettiford, T. K. Quach, J. S. Sewell, and G. D. Via, J. Electrochem. Soc. 143, 3652 (1996).
[CrossRef]

Agio, M.

Akahane, Y.

B.-S. Song, S. Noda, T. Asano, and Y. Akahane, Nat. Mater. 4, 207 (2005).
[CrossRef]

Asakawa, K.

Asano, T.

B.-S. Song, S. Noda, T. Asano, and Y. Akahane, Nat. Mater. 4, 207 (2005).
[CrossRef]

Atatüre, M.

K. Hennessy, A. Badolato, A. Tamboli, P. M. Petroff, E. Hu, M. Atatüre, J. Dreiser, and A. Imamoglu, Appl. Phys. Lett. 87, 021108 (2005).
[CrossRef]

Badolato, A.

K. Hennessy, A. Badolato, A. Tamboli, P. M. Petroff, E. Hu, M. Atatüre, J. Dreiser, and A. Imamoglu, Appl. Phys. Lett. 87, 021108 (2005).
[CrossRef]

Barette, J. P.

G. C. DeSalvo, C. A. Bozada, J. L. Ebel, D. C. Look, J. P. Barette, C. L. A. Cerny, R. W. Dettmer, J. K. Gillespie, C. K. Havasy, T. J. Jenkins, K. Nakano, C. I. Pettiford, T. K. Quach, J. S. Sewell, and G. D. Via, J. Electrochem. Soc. 143, 3652 (1996).
[CrossRef]

Bozada, C. A.

G. C. DeSalvo, C. A. Bozada, J. L. Ebel, D. C. Look, J. P. Barette, C. L. A. Cerny, R. W. Dettmer, J. K. Gillespie, C. K. Havasy, T. J. Jenkins, K. Nakano, C. I. Pettiford, T. K. Quach, J. S. Sewell, and G. D. Via, J. Electrochem. Soc. 143, 3652 (1996).
[CrossRef]

Bur, J.

Cerny, C. L. A.

G. C. DeSalvo, C. A. Bozada, J. L. Ebel, D. C. Look, J. P. Barette, C. L. A. Cerny, R. W. Dettmer, J. K. Gillespie, C. K. Havasy, T. J. Jenkins, K. Nakano, C. I. Pettiford, T. K. Quach, J. S. Sewell, and G. D. Via, J. Electrochem. Soc. 143, 3652 (1996).
[CrossRef]

Chow, E.

Chutlnan, A.

S. Noda, A. Chutlnan, and M. Imada, Nature 407, 608 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Dapkus, P. D.

O. Painter, R. K. Lee, A. Scherer, A. Yariv, J. D. O'Brien, P. D. Dapkus, and I. Kim, Science 284, 1819 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Deppe, D. G.

T. Yoshie, A. Scherer, J. Hendrickson, G. Khitrova, H. M. Gibbs, G. Rupper, C. Ell, O. B. Shchekin, and D. G. Deppe, Nature 432, 200 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

DeSalvo, G. C.

G. C. DeSalvo, C. A. Bozada, J. L. Ebel, D. C. Look, J. P. Barette, C. L. A. Cerny, R. W. Dettmer, J. K. Gillespie, C. K. Havasy, T. J. Jenkins, K. Nakano, C. I. Pettiford, T. K. Quach, J. S. Sewell, and G. D. Via, J. Electrochem. Soc. 143, 3652 (1996).
[CrossRef]

Dettmer, R. W.

G. C. DeSalvo, C. A. Bozada, J. L. Ebel, D. C. Look, J. P. Barette, C. L. A. Cerny, R. W. Dettmer, J. K. Gillespie, C. K. Havasy, T. J. Jenkins, K. Nakano, C. I. Pettiford, T. K. Quach, J. S. Sewell, and G. D. Via, J. Electrochem. Soc. 143, 3652 (1996).
[CrossRef]

Dreiser, J.

K. Hennessy, A. Badolato, A. Tamboli, P. M. Petroff, E. Hu, M. Atatüre, J. Dreiser, and A. Imamoglu, Appl. Phys. Lett. 87, 021108 (2005).
[CrossRef]

Ebel, J. L.

G. C. DeSalvo, C. A. Bozada, J. L. Ebel, D. C. Look, J. P. Barette, C. L. A. Cerny, R. W. Dettmer, J. K. Gillespie, C. K. Havasy, T. J. Jenkins, K. Nakano, C. I. Pettiford, T. K. Quach, J. S. Sewell, and G. D. Via, J. Electrochem. Soc. 143, 3652 (1996).
[CrossRef]

Ell, C.

T. Yoshie, A. Scherer, J. Hendrickson, G. Khitrova, H. M. Gibbs, G. Rupper, C. Ell, O. B. Shchekin, and D. G. Deppe, Nature 432, 200 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Forchel, A.

J. P. Reithmaier, G. Sek, A. Löffler, C. Hofmann, S. Kuhn, S. Reitzenstein, L. V. Keldysh, V. D. Kulakovskii, T. L. Reinecke, and A. Forchel, Nature 432, 197 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Gibbs, H. M.

T. Yoshie, A. Scherer, J. Hendrickson, G. Khitrova, H. M. Gibbs, G. Rupper, C. Ell, O. B. Shchekin, and D. G. Deppe, Nature 432, 200 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Gillespie, J. K.

G. C. DeSalvo, C. A. Bozada, J. L. Ebel, D. C. Look, J. P. Barette, C. L. A. Cerny, R. W. Dettmer, J. K. Gillespie, C. K. Havasy, T. J. Jenkins, K. Nakano, C. I. Pettiford, T. K. Quach, J. S. Sewell, and G. D. Via, J. Electrochem. Soc. 143, 3652 (1996).
[CrossRef]

Havasy, C. K.

G. C. DeSalvo, C. A. Bozada, J. L. Ebel, D. C. Look, J. P. Barette, C. L. A. Cerny, R. W. Dettmer, J. K. Gillespie, C. K. Havasy, T. J. Jenkins, K. Nakano, C. I. Pettiford, T. K. Quach, J. S. Sewell, and G. D. Via, J. Electrochem. Soc. 143, 3652 (1996).
[CrossRef]

Hendrickson, J.

T. Yoshie, A. Scherer, J. Hendrickson, G. Khitrova, H. M. Gibbs, G. Rupper, C. Ell, O. B. Shchekin, and D. G. Deppe, Nature 432, 200 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Hennessy, K.

K. Hennessy, A. Badolato, A. Tamboli, P. M. Petroff, E. Hu, M. Atatüre, J. Dreiser, and A. Imamoglu, Appl. Phys. Lett. 87, 021108 (2005).
[CrossRef]

Hofmann, C.

J. P. Reithmaier, G. Sek, A. Löffler, C. Hofmann, S. Kuhn, S. Reitzenstein, L. V. Keldysh, V. D. Kulakovskii, T. L. Reinecke, and A. Forchel, Nature 432, 197 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Hu, E.

K. Hennessy, A. Badolato, A. Tamboli, P. M. Petroff, E. Hu, M. Atatüre, J. Dreiser, and A. Imamoglu, Appl. Phys. Lett. 87, 021108 (2005).
[CrossRef]

Ikeda, N.

Imada, M.

S. Noda, A. Chutlnan, and M. Imada, Nature 407, 608 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Imamoglu, A.

K. Hennessy, A. Badolato, A. Tamboli, P. M. Petroff, E. Hu, M. Atatüre, J. Dreiser, and A. Imamoglu, Appl. Phys. Lett. 87, 021108 (2005).
[CrossRef]

Inoue, K.

Jenkins, T. J.

G. C. DeSalvo, C. A. Bozada, J. L. Ebel, D. C. Look, J. P. Barette, C. L. A. Cerny, R. W. Dettmer, J. K. Gillespie, C. K. Havasy, T. J. Jenkins, K. Nakano, C. I. Pettiford, T. K. Quach, J. S. Sewell, and G. D. Via, J. Electrochem. Soc. 143, 3652 (1996).
[CrossRef]

Joannopoulos, J. D.

Johnson, S. G.

Keldysh, L. V.

J. P. Reithmaier, G. Sek, A. Löffler, C. Hofmann, S. Kuhn, S. Reitzenstein, L. V. Keldysh, V. D. Kulakovskii, T. L. Reinecke, and A. Forchel, Nature 432, 197 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Khitrova, G.

T. Yoshie, A. Scherer, J. Hendrickson, G. Khitrova, H. M. Gibbs, G. Rupper, C. Ell, O. B. Shchekin, and D. G. Deppe, Nature 432, 200 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Kim, I.

O. Painter, R. K. Lee, A. Scherer, A. Yariv, J. D. O'Brien, P. D. Dapkus, and I. Kim, Science 284, 1819 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Kuhn, S.

J. P. Reithmaier, G. Sek, A. Löffler, C. Hofmann, S. Kuhn, S. Reitzenstein, L. V. Keldysh, V. D. Kulakovskii, T. L. Reinecke, and A. Forchel, Nature 432, 197 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Kulakovskii, V. D.

J. P. Reithmaier, G. Sek, A. Löffler, C. Hofmann, S. Kuhn, S. Reitzenstein, L. V. Keldysh, V. D. Kulakovskii, T. L. Reinecke, and A. Forchel, Nature 432, 197 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Lalanne, Ph.

Lee, R. K.

O. Painter, R. K. Lee, A. Scherer, A. Yariv, J. D. O'Brien, P. D. Dapkus, and I. Kim, Science 284, 1819 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Lin, S. Y.

Löffler, A.

J. P. Reithmaier, G. Sek, A. Löffler, C. Hofmann, S. Kuhn, S. Reitzenstein, L. V. Keldysh, V. D. Kulakovskii, T. L. Reinecke, and A. Forchel, Nature 432, 197 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Look, D. C.

G. C. DeSalvo, C. A. Bozada, J. L. Ebel, D. C. Look, J. P. Barette, C. L. A. Cerny, R. W. Dettmer, J. K. Gillespie, C. K. Havasy, T. J. Jenkins, K. Nakano, C. I. Pettiford, T. K. Quach, J. S. Sewell, and G. D. Via, J. Electrochem. Soc. 143, 3652 (1996).
[CrossRef]

Nakamura, Y.

Nakano, K.

G. C. DeSalvo, C. A. Bozada, J. L. Ebel, D. C. Look, J. P. Barette, C. L. A. Cerny, R. W. Dettmer, J. K. Gillespie, C. K. Havasy, T. J. Jenkins, K. Nakano, C. I. Pettiford, T. K. Quach, J. S. Sewell, and G. D. Via, J. Electrochem. Soc. 143, 3652 (1996).
[CrossRef]

Noda, S.

B.-S. Song, S. Noda, T. Asano, and Y. Akahane, Nat. Mater. 4, 207 (2005).
[CrossRef]

S. Noda, A. Chutlnan, and M. Imada, Nature 407, 608 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

O'Brien, J. D.

O. Painter, R. K. Lee, A. Scherer, A. Yariv, J. D. O'Brien, P. D. Dapkus, and I. Kim, Science 284, 1819 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Painter, O.

O. Painter, R. K. Lee, A. Scherer, A. Yariv, J. D. O'Brien, P. D. Dapkus, and I. Kim, Science 284, 1819 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Petroff, P. M.

K. Hennessy, A. Badolato, A. Tamboli, P. M. Petroff, E. Hu, M. Atatüre, J. Dreiser, and A. Imamoglu, Appl. Phys. Lett. 87, 021108 (2005).
[CrossRef]

Pettiford, C. I.

G. C. DeSalvo, C. A. Bozada, J. L. Ebel, D. C. Look, J. P. Barette, C. L. A. Cerny, R. W. Dettmer, J. K. Gillespie, C. K. Havasy, T. J. Jenkins, K. Nakano, C. I. Pettiford, T. K. Quach, J. S. Sewell, and G. D. Via, J. Electrochem. Soc. 143, 3652 (1996).
[CrossRef]

Quach, T. K.

G. C. DeSalvo, C. A. Bozada, J. L. Ebel, D. C. Look, J. P. Barette, C. L. A. Cerny, R. W. Dettmer, J. K. Gillespie, C. K. Havasy, T. J. Jenkins, K. Nakano, C. I. Pettiford, T. K. Quach, J. S. Sewell, and G. D. Via, J. Electrochem. Soc. 143, 3652 (1996).
[CrossRef]

Reinecke, T. L.

J. P. Reithmaier, G. Sek, A. Löffler, C. Hofmann, S. Kuhn, S. Reitzenstein, L. V. Keldysh, V. D. Kulakovskii, T. L. Reinecke, and A. Forchel, Nature 432, 197 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Reithmaier, J. P.

J. P. Reithmaier, G. Sek, A. Löffler, C. Hofmann, S. Kuhn, S. Reitzenstein, L. V. Keldysh, V. D. Kulakovskii, T. L. Reinecke, and A. Forchel, Nature 432, 197 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Reitzenstein, S.

J. P. Reithmaier, G. Sek, A. Löffler, C. Hofmann, S. Kuhn, S. Reitzenstein, L. V. Keldysh, V. D. Kulakovskii, T. L. Reinecke, and A. Forchel, Nature 432, 197 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Rupper, G.

T. Yoshie, A. Scherer, J. Hendrickson, G. Khitrova, H. M. Gibbs, G. Rupper, C. Ell, O. B. Shchekin, and D. G. Deppe, Nature 432, 200 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Scherer, A.

T. Yoshie, A. Scherer, J. Hendrickson, G. Khitrova, H. M. Gibbs, G. Rupper, C. Ell, O. B. Shchekin, and D. G. Deppe, Nature 432, 200 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

O. Painter, R. K. Lee, A. Scherer, A. Yariv, J. D. O'Brien, P. D. Dapkus, and I. Kim, Science 284, 1819 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Sek, G.

J. P. Reithmaier, G. Sek, A. Löffler, C. Hofmann, S. Kuhn, S. Reitzenstein, L. V. Keldysh, V. D. Kulakovskii, T. L. Reinecke, and A. Forchel, Nature 432, 197 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Sewell, J. S.

G. C. DeSalvo, C. A. Bozada, J. L. Ebel, D. C. Look, J. P. Barette, C. L. A. Cerny, R. W. Dettmer, J. K. Gillespie, C. K. Havasy, T. J. Jenkins, K. Nakano, C. I. Pettiford, T. K. Quach, J. S. Sewell, and G. D. Via, J. Electrochem. Soc. 143, 3652 (1996).
[CrossRef]

Shchekin, O. B.

T. Yoshie, A. Scherer, J. Hendrickson, G. Khitrova, H. M. Gibbs, G. Rupper, C. Ell, O. B. Shchekin, and D. G. Deppe, Nature 432, 200 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Song, B.-S.

B.-S. Song, S. Noda, T. Asano, and Y. Akahane, Nat. Mater. 4, 207 (2005).
[CrossRef]

Soukoulis, C. M.

Sugimoto, Y.

Talneau, A.

Tamboli, A.

K. Hennessy, A. Badolato, A. Tamboli, P. M. Petroff, E. Hu, M. Atatüre, J. Dreiser, and A. Imamoglu, Appl. Phys. Lett. 87, 021108 (2005).
[CrossRef]

Tanaka, Y.

Via, G. D.

G. C. DeSalvo, C. A. Bozada, J. L. Ebel, D. C. Look, J. P. Barette, C. L. A. Cerny, R. W. Dettmer, J. K. Gillespie, C. K. Havasy, T. J. Jenkins, K. Nakano, C. I. Pettiford, T. K. Quach, J. S. Sewell, and G. D. Via, J. Electrochem. Soc. 143, 3652 (1996).
[CrossRef]

Yariv, A.

O. Painter, R. K. Lee, A. Scherer, A. Yariv, J. D. O'Brien, P. D. Dapkus, and I. Kim, Science 284, 1819 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Yoshie, T.

T. Yoshie, A. Scherer, J. Hendrickson, G. Khitrova, H. M. Gibbs, G. Rupper, C. Ell, O. B. Shchekin, and D. G. Deppe, Nature 432, 200 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Appl. Phys. Lett.

K. Hennessy, A. Badolato, A. Tamboli, P. M. Petroff, E. Hu, M. Atatüre, J. Dreiser, and A. Imamoglu, Appl. Phys. Lett. 87, 021108 (2005).
[CrossRef]

J. Electrochem. Soc.

G. C. DeSalvo, C. A. Bozada, J. L. Ebel, D. C. Look, J. P. Barette, C. L. A. Cerny, R. W. Dettmer, J. K. Gillespie, C. K. Havasy, T. J. Jenkins, K. Nakano, C. I. Pettiford, T. K. Quach, J. S. Sewell, and G. D. Via, J. Electrochem. Soc. 143, 3652 (1996).
[CrossRef]

Nat. Mater.

B.-S. Song, S. Noda, T. Asano, and Y. Akahane, Nat. Mater. 4, 207 (2005).
[CrossRef]

Nature

S. Noda, A. Chutlnan, and M. Imada, Nature 407, 608 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

J. P. Reithmaier, G. Sek, A. Löffler, C. Hofmann, S. Kuhn, S. Reitzenstein, L. V. Keldysh, V. D. Kulakovskii, T. L. Reinecke, and A. Forchel, Nature 432, 197 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

T. Yoshie, A. Scherer, J. Hendrickson, G. Khitrova, H. M. Gibbs, G. Rupper, C. Ell, O. B. Shchekin, and D. G. Deppe, Nature 432, 200 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Opt. Express

Opt. Lett.

Science

O. Painter, R. K. Lee, A. Scherer, A. Yariv, J. D. O'Brien, P. D. Dapkus, and I. Kim, Science 284, 1819 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

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 (5)

Fig. 1
Fig. 1

Electron microscopy image of the cavity. The difference of the lattice constant in the Γ K direction is not visible.

Fig. 2
Fig. 2

Transmission spectra of a W1 waveguide without mirrors (top) and of a heterostructure cavity (bottom). The arrows indicate the mode-gap edge of the mirror ( a = 400 nm ) and the cavity ( a = 410 nm ) waveguide.

Fig. 3
Fig. 3

Experimental results: transmission spectra of a cavity resonance with a high quality factor of more than 140,000 with excitation power 0.1 mW .

Fig. 4
Fig. 4

The shown resonance has been tuned by the described etching process with an oxidizing time of 30 min . Each peak is separated from its neighbors by one etching step.

Fig. 5
Fig. 5

(a) The wavelength of the resonance is tuned in linear 1.9 nm steps. The oxidizing time was 10 min in air. (b) Quality factors for the tuned resonance.

Metrics