Abstract

We explore axial scattering from a two-dimensional hexagonal photonic crystal based on a polymer-dispersed liquid crystal at normal incidence. The scattering reveals symmetric cones over a range of frequencies. The observed cones disperse strongly outward, and their radii are determined by the wavelength of the probe beam. Such cones are generated by the coupling of forward-scattered beams of the refracted beams and the refracted beams themselves under momentum conservation.

© 2008 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. H. Kosaka, T. Kawashima, A. Tomita, M. Notomi, T. Tamamura, T. Sato, and S. Kawakami, Appl. Phys. Lett. 74, 1212 (1999).
    [CrossRef]
  2. L. Wu, M. Mazilu, J.-F. Gallet, and T. F. Krauss, Appl. Phys. Lett. 86, 211106 (2005).
    [CrossRef]
  3. M. S. Li, S. T. Wu, and A. Y-G. Fuh, Appl. Phys. Lett. 88, 091109 (2006).
    [CrossRef]
  4. S. T. Wu, M. S. Li, and A. Y-G. Fuh, Appl. Phys. Lett. 91, 251117 (2007).
    [CrossRef]
  5. R. D. Pradhan, J. A. Bloodgood, and G. H. Watson, Phys. Rev. B 55, 9503 (1997).
    [CrossRef]
  6. İ. İnanç Tarhan and G. H. Watson, Phys. Rev. Lett. 76, 315 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. Y. J. Liu and X. W. Sun, Jpn. J. Appl. Phys. Part 1 46, 6634 (2007).
    [CrossRef]
  8. P. Xu, S. H. Ji, S. N. Zhu, X. Q. Yu, J. Sun, H. T. Wang, J. L. He, Y. Y. Zhu, and N. B. Ming, Phys. Rev. Lett. 93, 133904 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. M. J. Escuti and G. P. Crawford, Opt. Eng. (Bellingham) 43, 1973 (2004).
    [CrossRef]
  10. B. Lombardet, L. A. Dunbar, R. Ferrini, and R. Houdré, J. Opt. Soc. Am. B 22, 1179 (2005).
    [CrossRef]
  11. I. D. Leon and F. S. Roux, Phys. Rev. B 71, 235105 (2005).
    [CrossRef]
  12. E. Cassan, D. Bernier, G. Maire, D. M.-Morini, and L. Vivien, J. Opt. Soc. Am. B 22, 1179 (2005).
    [CrossRef]
  13. A. Kim, K. B. Chung, and J. W. Wu, Appl. Phys. Lett. 89, 251120 (2006).
    [CrossRef]

2007 (2)

S. T. Wu, M. S. Li, and A. Y-G. Fuh, Appl. Phys. Lett. 91, 251117 (2007).
[CrossRef]

Y. J. Liu and X. W. Sun, Jpn. J. Appl. Phys. Part 1 46, 6634 (2007).
[CrossRef]

2006 (2)

M. S. Li, S. T. Wu, and A. Y-G. Fuh, Appl. Phys. Lett. 88, 091109 (2006).
[CrossRef]

A. Kim, K. B. Chung, and J. W. Wu, Appl. Phys. Lett. 89, 251120 (2006).
[CrossRef]

2005 (4)

2004 (2)

P. Xu, S. H. Ji, S. N. Zhu, X. Q. Yu, J. Sun, H. T. Wang, J. L. He, Y. Y. Zhu, and N. B. Ming, Phys. Rev. Lett. 93, 133904 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

M. J. Escuti and G. P. Crawford, Opt. Eng. (Bellingham) 43, 1973 (2004).
[CrossRef]

1999 (1)

H. Kosaka, T. Kawashima, A. Tomita, M. Notomi, T. Tamamura, T. Sato, and S. Kawakami, Appl. Phys. Lett. 74, 1212 (1999).
[CrossRef]

1997 (1)

R. D. Pradhan, J. A. Bloodgood, and G. H. Watson, Phys. Rev. B 55, 9503 (1997).
[CrossRef]

1996 (1)

İ. İnanç Tarhan and G. H. Watson, Phys. Rev. Lett. 76, 315 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

Bernier, D.

Bloodgood, J. A.

R. D. Pradhan, J. A. Bloodgood, and G. H. Watson, Phys. Rev. B 55, 9503 (1997).
[CrossRef]

Cassan, E.

Chung, K. B.

A. Kim, K. B. Chung, and J. W. Wu, Appl. Phys. Lett. 89, 251120 (2006).
[CrossRef]

Crawford, G. P.

M. J. Escuti and G. P. Crawford, Opt. Eng. (Bellingham) 43, 1973 (2004).
[CrossRef]

Dunbar, L. A.

Escuti, M. J.

M. J. Escuti and G. P. Crawford, Opt. Eng. (Bellingham) 43, 1973 (2004).
[CrossRef]

Ferrini, R.

Fuh, A. Y-G.

S. T. Wu, M. S. Li, and A. Y-G. Fuh, Appl. Phys. Lett. 91, 251117 (2007).
[CrossRef]

M. S. Li, S. T. Wu, and A. Y-G. Fuh, Appl. Phys. Lett. 88, 091109 (2006).
[CrossRef]

Gallet, J.-F.

L. Wu, M. Mazilu, J.-F. Gallet, and T. F. Krauss, Appl. Phys. Lett. 86, 211106 (2005).
[CrossRef]

He, J. L.

P. Xu, S. H. Ji, S. N. Zhu, X. Q. Yu, J. Sun, H. T. Wang, J. L. He, Y. Y. Zhu, and N. B. Ming, Phys. Rev. Lett. 93, 133904 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Houdré, R.

Ji, S. H.

P. Xu, S. H. Ji, S. N. Zhu, X. Q. Yu, J. Sun, H. T. Wang, J. L. He, Y. Y. Zhu, and N. B. Ming, Phys. Rev. Lett. 93, 133904 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Kawakami, S.

H. Kosaka, T. Kawashima, A. Tomita, M. Notomi, T. Tamamura, T. Sato, and S. Kawakami, Appl. Phys. Lett. 74, 1212 (1999).
[CrossRef]

Kawashima, T.

H. Kosaka, T. Kawashima, A. Tomita, M. Notomi, T. Tamamura, T. Sato, and S. Kawakami, Appl. Phys. Lett. 74, 1212 (1999).
[CrossRef]

Kim, A.

A. Kim, K. B. Chung, and J. W. Wu, Appl. Phys. Lett. 89, 251120 (2006).
[CrossRef]

Kosaka, H.

H. Kosaka, T. Kawashima, A. Tomita, M. Notomi, T. Tamamura, T. Sato, and S. Kawakami, Appl. Phys. Lett. 74, 1212 (1999).
[CrossRef]

Krauss, T. F.

L. Wu, M. Mazilu, J.-F. Gallet, and T. F. Krauss, Appl. Phys. Lett. 86, 211106 (2005).
[CrossRef]

Leon, I. D.

I. D. Leon and F. S. Roux, Phys. Rev. B 71, 235105 (2005).
[CrossRef]

Li, M. S.

S. T. Wu, M. S. Li, and A. Y-G. Fuh, Appl. Phys. Lett. 91, 251117 (2007).
[CrossRef]

M. S. Li, S. T. Wu, and A. Y-G. Fuh, Appl. Phys. Lett. 88, 091109 (2006).
[CrossRef]

Liu, Y. J.

Y. J. Liu and X. W. Sun, Jpn. J. Appl. Phys. Part 1 46, 6634 (2007).
[CrossRef]

Lombardet, B.

M.-Morini, D.

Maire, G.

Mazilu, M.

L. Wu, M. Mazilu, J.-F. Gallet, and T. F. Krauss, Appl. Phys. Lett. 86, 211106 (2005).
[CrossRef]

Ming, N. B.

P. Xu, S. H. Ji, S. N. Zhu, X. Q. Yu, J. Sun, H. T. Wang, J. L. He, Y. Y. Zhu, and N. B. Ming, Phys. Rev. Lett. 93, 133904 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Notomi, M.

H. Kosaka, T. Kawashima, A. Tomita, M. Notomi, T. Tamamura, T. Sato, and S. Kawakami, Appl. Phys. Lett. 74, 1212 (1999).
[CrossRef]

Pradhan, R. D.

R. D. Pradhan, J. A. Bloodgood, and G. H. Watson, Phys. Rev. B 55, 9503 (1997).
[CrossRef]

Roux, F. S.

I. D. Leon and F. S. Roux, Phys. Rev. B 71, 235105 (2005).
[CrossRef]

Sato, T.

H. Kosaka, T. Kawashima, A. Tomita, M. Notomi, T. Tamamura, T. Sato, and S. Kawakami, Appl. Phys. Lett. 74, 1212 (1999).
[CrossRef]

Sun, J.

P. Xu, S. H. Ji, S. N. Zhu, X. Q. Yu, J. Sun, H. T. Wang, J. L. He, Y. Y. Zhu, and N. B. Ming, Phys. Rev. Lett. 93, 133904 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Sun, X. W.

Y. J. Liu and X. W. Sun, Jpn. J. Appl. Phys. Part 1 46, 6634 (2007).
[CrossRef]

Tamamura, T.

H. Kosaka, T. Kawashima, A. Tomita, M. Notomi, T. Tamamura, T. Sato, and S. Kawakami, Appl. Phys. Lett. 74, 1212 (1999).
[CrossRef]

Tarhan, I. Inanç

İ. İnanç Tarhan and G. H. Watson, Phys. Rev. Lett. 76, 315 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

Tomita, A.

H. Kosaka, T. Kawashima, A. Tomita, M. Notomi, T. Tamamura, T. Sato, and S. Kawakami, Appl. Phys. Lett. 74, 1212 (1999).
[CrossRef]

Vivien, L.

Wang, H. T.

P. Xu, S. H. Ji, S. N. Zhu, X. Q. Yu, J. Sun, H. T. Wang, J. L. He, Y. Y. Zhu, and N. B. Ming, Phys. Rev. Lett. 93, 133904 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Watson, G. H.

R. D. Pradhan, J. A. Bloodgood, and G. H. Watson, Phys. Rev. B 55, 9503 (1997).
[CrossRef]

İ. İnanç Tarhan and G. H. Watson, Phys. Rev. Lett. 76, 315 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

Wu, J. W.

A. Kim, K. B. Chung, and J. W. Wu, Appl. Phys. Lett. 89, 251120 (2006).
[CrossRef]

Wu, L.

L. Wu, M. Mazilu, J.-F. Gallet, and T. F. Krauss, Appl. Phys. Lett. 86, 211106 (2005).
[CrossRef]

Wu, S. T.

S. T. Wu, M. S. Li, and A. Y-G. Fuh, Appl. Phys. Lett. 91, 251117 (2007).
[CrossRef]

M. S. Li, S. T. Wu, and A. Y-G. Fuh, Appl. Phys. Lett. 88, 091109 (2006).
[CrossRef]

Xu, P.

P. Xu, S. H. Ji, S. N. Zhu, X. Q. Yu, J. Sun, H. T. Wang, J. L. He, Y. Y. Zhu, and N. B. Ming, Phys. Rev. Lett. 93, 133904 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Yu, X. Q.

P. Xu, S. H. Ji, S. N. Zhu, X. Q. Yu, J. Sun, H. T. Wang, J. L. He, Y. Y. Zhu, and N. B. Ming, Phys. Rev. Lett. 93, 133904 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Zhu, S. N.

P. Xu, S. H. Ji, S. N. Zhu, X. Q. Yu, J. Sun, H. T. Wang, J. L. He, Y. Y. Zhu, and N. B. Ming, Phys. Rev. Lett. 93, 133904 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Zhu, Y. Y.

P. Xu, S. H. Ji, S. N. Zhu, X. Q. Yu, J. Sun, H. T. Wang, J. L. He, Y. Y. Zhu, and N. B. Ming, Phys. Rev. Lett. 93, 133904 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Appl. Phys. Lett. (5)

H. Kosaka, T. Kawashima, A. Tomita, M. Notomi, T. Tamamura, T. Sato, and S. Kawakami, Appl. Phys. Lett. 74, 1212 (1999).
[CrossRef]

L. Wu, M. Mazilu, J.-F. Gallet, and T. F. Krauss, Appl. Phys. Lett. 86, 211106 (2005).
[CrossRef]

M. S. Li, S. T. Wu, and A. Y-G. Fuh, Appl. Phys. Lett. 88, 091109 (2006).
[CrossRef]

S. T. Wu, M. S. Li, and A. Y-G. Fuh, Appl. Phys. Lett. 91, 251117 (2007).
[CrossRef]

A. Kim, K. B. Chung, and J. W. Wu, Appl. Phys. Lett. 89, 251120 (2006).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (2)

Jpn. J. Appl. Phys. Part 1 (1)

Y. J. Liu and X. W. Sun, Jpn. J. Appl. Phys. Part 1 46, 6634 (2007).
[CrossRef]

Opt. Eng. (Bellingham) (1)

M. J. Escuti and G. P. Crawford, Opt. Eng. (Bellingham) 43, 1973 (2004).
[CrossRef]

Phys. Rev. B (2)

I. D. Leon and F. S. Roux, Phys. Rev. B 71, 235105 (2005).
[CrossRef]

R. D. Pradhan, J. A. Bloodgood, and G. H. Watson, Phys. Rev. B 55, 9503 (1997).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (2)

İ. İnanç Tarhan and G. H. Watson, Phys. Rev. Lett. 76, 315 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

P. Xu, S. H. Ji, S. N. Zhu, X. Q. Yu, J. Sun, H. T. Wang, J. L. He, Y. Y. Zhu, and N. B. Ming, Phys. Rev. Lett. 93, 133904 (2004).
[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 (4)

Fig. 1
Fig. 1

(a) Geometry of hexagonal PC and its reciprocal vectors; (b) top-view SEM image of formed 2D hexagonal H-PDLC film ( x y plane cross-section); (c) experimental setup.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Cones when laser beam ( λ = 568.2 nm ) is incident normally onto screen placed 15 cm behind the sample; (b) enlarged image of the scattering cones near the sample in (a), (c), and (d), corresponding to the wedged angles between sample and screen surface being 30°, 60°, respectively.

Fig. 3
Fig. 3

Scattering cones and corresponding refracted waves. Vertical lines that intersect the x axis are the centers of the cones (labeled as I, II, III, IV).

Fig. 4
Fig. 4

Experimental results of scattering angle of cones ( θ I , θ II , θ III , θ IV ) versus wavelengths of incident light. Scattering angles are defined in Fig. 3. The experimental curves for cones III and IV are compared with the simulated ones (SIM̱III and SIM̱IV).

Equations (2)

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

H k = n , m h n , m ( k ) H 0 exp ( i k n , m r ) , k n , m = k i n + G n , m ,
k cones = k n , m + k sca ,

Metrics