Abstract

A tunable optical Tamm state is investigated in a magnetophotonic crystal with nematic liquid crystals. It is revealed that the intra-Brillouin-zone bandgaps exist and clearly depend on the applied voltages. We find that the optical Tamm state does occur at the boundary between two photonic crystals, one of which is composed of two dielectric materials and the other that consists of a nematic liquid crystal and a magnetic material. A shift of the optical Tamm state with the applied voltage, which stems from the change in the dielectric permittivity of the nematic liquid crystal, is observed. This novel scheme offers a possibility of controlling the optical Tamm state in magnetophotonic crystals induced by nematic liquid crystals.

© 2009 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. M. Mansuripur, The Principles of Magneto-Optical Recording (Cambridge U. Press, 1995).
    [CrossRef]
  2. H. Kato, T. Matsushita, A. Takayama, M. Egawa, K. Nishimura, and M. Inoue, J. Appl. Phys. 93, 3906 (2003).
    [CrossRef]
  3. M. Levy and R. Li, Appl. Phys. Lett. 89, 121113 (2006).
    [CrossRef]
  4. S. I. Khartsev and A. M. Grishin, Appl. Phys. Lett. 87, 122504 (2005).
    [CrossRef]
  5. A. Figotin and I. Vitebskiy, Phys. Rev. B 67, 165210 (2003).
    [CrossRef]
  6. A. Figotin and I. Vitebskiy, Phys. Rev. E 63, 066609 (2001).
    [CrossRef]
  7. K.-Y. Jung, B. Donderici, and F. L. Teixeira, Phys. Rev. B 74, 165207 (2006).
    [CrossRef]
  8. T. Goto, A. V. Dorofeenko, A. M. Merzlikin, A. V. Baryshev, A. P. Vinogradov, M. Inoue, A. A. Lisyansky, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. Lett. 101, 113902 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. F. Wang and A. Lakhtakiab, Appl. Phys. Lett. 92, 011115 (2008).
    [CrossRef]
  10. A. M. Merzlikin, A. P. Vinogradova, A. V. Dorofeenkoa, M. Inoueb, M. Levyc, and A. B. Granovskyd, Physica B 394, 277 (2007).
    [CrossRef]
  11. A. P. Vinogradov, A. V. Dorofeenko, S. G. Erokhin, M. Inoue, A. A. Lisyansky, A. M. Merzlikin, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. B 74, 045128 (2006).
    [CrossRef]
  12. I. E. Tamm, Phys. Z. Sowjetunion 1, 733 (1932).
  13. M. Kaliteevski, I. Iorsh, S. Brand, R. A. Abram, J. M. Chamberlain, A. V. Kavokin, and I. A. Shelykh, Phys. Rev. B 76, 165415 (2007).
    [CrossRef]
  14. A. V. Kavokin, I. A. Shelykh, and G. Malpuech, Phys. Rev. B 72, 233102 (2005).
    [CrossRef]
  15. H.-X. Da, Z.-Q. Huang, and Z. Y. Li, Opt. Lett. 34, 356 (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  16. L. Kang, Q. Zhao, B. Li, J. Zhou, and H. Zhu, Appl. Phys. Lett. 90, 181931 (2007).
    [CrossRef]
  17. H. Wohler, G. Haas, M. Fritsch, and D. A. Mlynski, J. Opt. Soc. Am. A 5, 1554 (1988).
    [CrossRef]
  18. I.-C. Khoo, Liquid Crystals, 1st ed. (Wiley, 1995), pp. 21-24.
  19. L. Liebert, Liquid Crystals, 1st ed. (Academic, 1978), p. 81.
  20. D. W. Berreman, J. Opt. Soc. Am. 63, 1374 (1973).
    [CrossRef]
  21. P. Yeh, J. Opt. Soc. Am. 69, 742 (1979).
    [CrossRef]

2009 (1)

2008 (2)

T. Goto, A. V. Dorofeenko, A. M. Merzlikin, A. V. Baryshev, A. P. Vinogradov, M. Inoue, A. A. Lisyansky, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. Lett. 101, 113902 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

F. Wang and A. Lakhtakiab, Appl. Phys. Lett. 92, 011115 (2008).
[CrossRef]

2007 (3)

A. M. Merzlikin, A. P. Vinogradova, A. V. Dorofeenkoa, M. Inoueb, M. Levyc, and A. B. Granovskyd, Physica B 394, 277 (2007).
[CrossRef]

L. Kang, Q. Zhao, B. Li, J. Zhou, and H. Zhu, Appl. Phys. Lett. 90, 181931 (2007).
[CrossRef]

M. Kaliteevski, I. Iorsh, S. Brand, R. A. Abram, J. M. Chamberlain, A. V. Kavokin, and I. A. Shelykh, Phys. Rev. B 76, 165415 (2007).
[CrossRef]

2006 (3)

K.-Y. Jung, B. Donderici, and F. L. Teixeira, Phys. Rev. B 74, 165207 (2006).
[CrossRef]

A. P. Vinogradov, A. V. Dorofeenko, S. G. Erokhin, M. Inoue, A. A. Lisyansky, A. M. Merzlikin, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. B 74, 045128 (2006).
[CrossRef]

M. Levy and R. Li, Appl. Phys. Lett. 89, 121113 (2006).
[CrossRef]

2005 (2)

S. I. Khartsev and A. M. Grishin, Appl. Phys. Lett. 87, 122504 (2005).
[CrossRef]

A. V. Kavokin, I. A. Shelykh, and G. Malpuech, Phys. Rev. B 72, 233102 (2005).
[CrossRef]

2003 (2)

H. Kato, T. Matsushita, A. Takayama, M. Egawa, K. Nishimura, and M. Inoue, J. Appl. Phys. 93, 3906 (2003).
[CrossRef]

A. Figotin and I. Vitebskiy, Phys. Rev. B 67, 165210 (2003).
[CrossRef]

2001 (1)

A. Figotin and I. Vitebskiy, Phys. Rev. E 63, 066609 (2001).
[CrossRef]

1988 (1)

1979 (1)

1973 (1)

1932 (1)

I. E. Tamm, Phys. Z. Sowjetunion 1, 733 (1932).

Abram, R. A.

M. Kaliteevski, I. Iorsh, S. Brand, R. A. Abram, J. M. Chamberlain, A. V. Kavokin, and I. A. Shelykh, Phys. Rev. B 76, 165415 (2007).
[CrossRef]

Baryshev, A. V.

T. Goto, A. V. Dorofeenko, A. M. Merzlikin, A. V. Baryshev, A. P. Vinogradov, M. Inoue, A. A. Lisyansky, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. Lett. 101, 113902 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Berreman, D. W.

Brand, S.

M. Kaliteevski, I. Iorsh, S. Brand, R. A. Abram, J. M. Chamberlain, A. V. Kavokin, and I. A. Shelykh, Phys. Rev. B 76, 165415 (2007).
[CrossRef]

Chamberlain, J. M.

M. Kaliteevski, I. Iorsh, S. Brand, R. A. Abram, J. M. Chamberlain, A. V. Kavokin, and I. A. Shelykh, Phys. Rev. B 76, 165415 (2007).
[CrossRef]

Da, H. -X.

Donderici, B.

K.-Y. Jung, B. Donderici, and F. L. Teixeira, Phys. Rev. B 74, 165207 (2006).
[CrossRef]

Dorofeenko, A. V.

T. Goto, A. V. Dorofeenko, A. M. Merzlikin, A. V. Baryshev, A. P. Vinogradov, M. Inoue, A. A. Lisyansky, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. Lett. 101, 113902 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

A. P. Vinogradov, A. V. Dorofeenko, S. G. Erokhin, M. Inoue, A. A. Lisyansky, A. M. Merzlikin, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. B 74, 045128 (2006).
[CrossRef]

Dorofeenkoa, A. V.

A. M. Merzlikin, A. P. Vinogradova, A. V. Dorofeenkoa, M. Inoueb, M. Levyc, and A. B. Granovskyd, Physica B 394, 277 (2007).
[CrossRef]

Egawa, M.

H. Kato, T. Matsushita, A. Takayama, M. Egawa, K. Nishimura, and M. Inoue, J. Appl. Phys. 93, 3906 (2003).
[CrossRef]

Erokhin, S. G.

A. P. Vinogradov, A. V. Dorofeenko, S. G. Erokhin, M. Inoue, A. A. Lisyansky, A. M. Merzlikin, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. B 74, 045128 (2006).
[CrossRef]

Figotin, A.

A. Figotin and I. Vitebskiy, Phys. Rev. B 67, 165210 (2003).
[CrossRef]

A. Figotin and I. Vitebskiy, Phys. Rev. E 63, 066609 (2001).
[CrossRef]

Fritsch, M.

Goto, T.

T. Goto, A. V. Dorofeenko, A. M. Merzlikin, A. V. Baryshev, A. P. Vinogradov, M. Inoue, A. A. Lisyansky, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. Lett. 101, 113902 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Granovsky, A. B.

T. Goto, A. V. Dorofeenko, A. M. Merzlikin, A. V. Baryshev, A. P. Vinogradov, M. Inoue, A. A. Lisyansky, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. Lett. 101, 113902 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

A. P. Vinogradov, A. V. Dorofeenko, S. G. Erokhin, M. Inoue, A. A. Lisyansky, A. M. Merzlikin, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. B 74, 045128 (2006).
[CrossRef]

Granovskyd, A. B.

A. M. Merzlikin, A. P. Vinogradova, A. V. Dorofeenkoa, M. Inoueb, M. Levyc, and A. B. Granovskyd, Physica B 394, 277 (2007).
[CrossRef]

Grishin, A. M.

S. I. Khartsev and A. M. Grishin, Appl. Phys. Lett. 87, 122504 (2005).
[CrossRef]

Haas, G.

Huang, Z. -Q.

Inoue, M.

T. Goto, A. V. Dorofeenko, A. M. Merzlikin, A. V. Baryshev, A. P. Vinogradov, M. Inoue, A. A. Lisyansky, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. Lett. 101, 113902 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

A. P. Vinogradov, A. V. Dorofeenko, S. G. Erokhin, M. Inoue, A. A. Lisyansky, A. M. Merzlikin, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. B 74, 045128 (2006).
[CrossRef]

H. Kato, T. Matsushita, A. Takayama, M. Egawa, K. Nishimura, and M. Inoue, J. Appl. Phys. 93, 3906 (2003).
[CrossRef]

Inoueb, M.

A. M. Merzlikin, A. P. Vinogradova, A. V. Dorofeenkoa, M. Inoueb, M. Levyc, and A. B. Granovskyd, Physica B 394, 277 (2007).
[CrossRef]

Iorsh, I.

M. Kaliteevski, I. Iorsh, S. Brand, R. A. Abram, J. M. Chamberlain, A. V. Kavokin, and I. A. Shelykh, Phys. Rev. B 76, 165415 (2007).
[CrossRef]

Jung, K. -Y.

K.-Y. Jung, B. Donderici, and F. L. Teixeira, Phys. Rev. B 74, 165207 (2006).
[CrossRef]

Kaliteevski, M.

M. Kaliteevski, I. Iorsh, S. Brand, R. A. Abram, J. M. Chamberlain, A. V. Kavokin, and I. A. Shelykh, Phys. Rev. B 76, 165415 (2007).
[CrossRef]

Kang, L.

L. Kang, Q. Zhao, B. Li, J. Zhou, and H. Zhu, Appl. Phys. Lett. 90, 181931 (2007).
[CrossRef]

Kato, H.

H. Kato, T. Matsushita, A. Takayama, M. Egawa, K. Nishimura, and M. Inoue, J. Appl. Phys. 93, 3906 (2003).
[CrossRef]

Kavokin, A. V.

M. Kaliteevski, I. Iorsh, S. Brand, R. A. Abram, J. M. Chamberlain, A. V. Kavokin, and I. A. Shelykh, Phys. Rev. B 76, 165415 (2007).
[CrossRef]

A. V. Kavokin, I. A. Shelykh, and G. Malpuech, Phys. Rev. B 72, 233102 (2005).
[CrossRef]

Khartsev, S. I.

S. I. Khartsev and A. M. Grishin, Appl. Phys. Lett. 87, 122504 (2005).
[CrossRef]

Khoo, I. -C.

I.-C. Khoo, Liquid Crystals, 1st ed. (Wiley, 1995), pp. 21-24.

Lakhtakiab, A.

F. Wang and A. Lakhtakiab, Appl. Phys. Lett. 92, 011115 (2008).
[CrossRef]

Levy, M.

M. Levy and R. Li, Appl. Phys. Lett. 89, 121113 (2006).
[CrossRef]

Levyc, M.

A. M. Merzlikin, A. P. Vinogradova, A. V. Dorofeenkoa, M. Inoueb, M. Levyc, and A. B. Granovskyd, Physica B 394, 277 (2007).
[CrossRef]

Li, B.

L. Kang, Q. Zhao, B. Li, J. Zhou, and H. Zhu, Appl. Phys. Lett. 90, 181931 (2007).
[CrossRef]

Li, R.

M. Levy and R. Li, Appl. Phys. Lett. 89, 121113 (2006).
[CrossRef]

Li, Z. Y.

Liebert, L.

L. Liebert, Liquid Crystals, 1st ed. (Academic, 1978), p. 81.

Lisyansky, A. A.

T. Goto, A. V. Dorofeenko, A. M. Merzlikin, A. V. Baryshev, A. P. Vinogradov, M. Inoue, A. A. Lisyansky, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. Lett. 101, 113902 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

A. P. Vinogradov, A. V. Dorofeenko, S. G. Erokhin, M. Inoue, A. A. Lisyansky, A. M. Merzlikin, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. B 74, 045128 (2006).
[CrossRef]

Malpuech, G.

A. V. Kavokin, I. A. Shelykh, and G. Malpuech, Phys. Rev. B 72, 233102 (2005).
[CrossRef]

Mansuripur, M.

M. Mansuripur, The Principles of Magneto-Optical Recording (Cambridge U. Press, 1995).
[CrossRef]

Matsushita, T.

H. Kato, T. Matsushita, A. Takayama, M. Egawa, K. Nishimura, and M. Inoue, J. Appl. Phys. 93, 3906 (2003).
[CrossRef]

Merzlikin, A. M.

T. Goto, A. V. Dorofeenko, A. M. Merzlikin, A. V. Baryshev, A. P. Vinogradov, M. Inoue, A. A. Lisyansky, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. Lett. 101, 113902 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

A. M. Merzlikin, A. P. Vinogradova, A. V. Dorofeenkoa, M. Inoueb, M. Levyc, and A. B. Granovskyd, Physica B 394, 277 (2007).
[CrossRef]

A. P. Vinogradov, A. V. Dorofeenko, S. G. Erokhin, M. Inoue, A. A. Lisyansky, A. M. Merzlikin, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. B 74, 045128 (2006).
[CrossRef]

Mlynski, D. A.

Nishimura, K.

H. Kato, T. Matsushita, A. Takayama, M. Egawa, K. Nishimura, and M. Inoue, J. Appl. Phys. 93, 3906 (2003).
[CrossRef]

Shelykh, I. A.

M. Kaliteevski, I. Iorsh, S. Brand, R. A. Abram, J. M. Chamberlain, A. V. Kavokin, and I. A. Shelykh, Phys. Rev. B 76, 165415 (2007).
[CrossRef]

A. V. Kavokin, I. A. Shelykh, and G. Malpuech, Phys. Rev. B 72, 233102 (2005).
[CrossRef]

Takayama, A.

H. Kato, T. Matsushita, A. Takayama, M. Egawa, K. Nishimura, and M. Inoue, J. Appl. Phys. 93, 3906 (2003).
[CrossRef]

Tamm, I. E.

I. E. Tamm, Phys. Z. Sowjetunion 1, 733 (1932).

Teixeira, F. L.

K.-Y. Jung, B. Donderici, and F. L. Teixeira, Phys. Rev. B 74, 165207 (2006).
[CrossRef]

Vinogradov, A. P.

T. Goto, A. V. Dorofeenko, A. M. Merzlikin, A. V. Baryshev, A. P. Vinogradov, M. Inoue, A. A. Lisyansky, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. Lett. 101, 113902 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

A. P. Vinogradov, A. V. Dorofeenko, S. G. Erokhin, M. Inoue, A. A. Lisyansky, A. M. Merzlikin, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. B 74, 045128 (2006).
[CrossRef]

Vinogradova, A. P.

A. M. Merzlikin, A. P. Vinogradova, A. V. Dorofeenkoa, M. Inoueb, M. Levyc, and A. B. Granovskyd, Physica B 394, 277 (2007).
[CrossRef]

Vitebskiy, I.

A. Figotin and I. Vitebskiy, Phys. Rev. B 67, 165210 (2003).
[CrossRef]

A. Figotin and I. Vitebskiy, Phys. Rev. E 63, 066609 (2001).
[CrossRef]

Wang, F.

F. Wang and A. Lakhtakiab, Appl. Phys. Lett. 92, 011115 (2008).
[CrossRef]

Wohler, H.

Yeh, P.

Zhao, Q.

L. Kang, Q. Zhao, B. Li, J. Zhou, and H. Zhu, Appl. Phys. Lett. 90, 181931 (2007).
[CrossRef]

Zhou, J.

L. Kang, Q. Zhao, B. Li, J. Zhou, and H. Zhu, Appl. Phys. Lett. 90, 181931 (2007).
[CrossRef]

Zhu, H.

L. Kang, Q. Zhao, B. Li, J. Zhou, and H. Zhu, Appl. Phys. Lett. 90, 181931 (2007).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (4)

M. Levy and R. Li, Appl. Phys. Lett. 89, 121113 (2006).
[CrossRef]

S. I. Khartsev and A. M. Grishin, Appl. Phys. Lett. 87, 122504 (2005).
[CrossRef]

F. Wang and A. Lakhtakiab, Appl. Phys. Lett. 92, 011115 (2008).
[CrossRef]

L. Kang, Q. Zhao, B. Li, J. Zhou, and H. Zhu, Appl. Phys. Lett. 90, 181931 (2007).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

H. Kato, T. Matsushita, A. Takayama, M. Egawa, K. Nishimura, and M. Inoue, J. Appl. Phys. 93, 3906 (2003).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. (2)

J. Opt. Soc. Am. A (1)

Opt. Lett. (1)

Phys. Rev. B (5)

M. Kaliteevski, I. Iorsh, S. Brand, R. A. Abram, J. M. Chamberlain, A. V. Kavokin, and I. A. Shelykh, Phys. Rev. B 76, 165415 (2007).
[CrossRef]

A. V. Kavokin, I. A. Shelykh, and G. Malpuech, Phys. Rev. B 72, 233102 (2005).
[CrossRef]

A. P. Vinogradov, A. V. Dorofeenko, S. G. Erokhin, M. Inoue, A. A. Lisyansky, A. M. Merzlikin, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. B 74, 045128 (2006).
[CrossRef]

K.-Y. Jung, B. Donderici, and F. L. Teixeira, Phys. Rev. B 74, 165207 (2006).
[CrossRef]

A. Figotin and I. Vitebskiy, Phys. Rev. B 67, 165210 (2003).
[CrossRef]

Phys. Rev. E (1)

A. Figotin and I. Vitebskiy, Phys. Rev. E 63, 066609 (2001).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (1)

T. Goto, A. V. Dorofeenko, A. M. Merzlikin, A. V. Baryshev, A. P. Vinogradov, M. Inoue, A. A. Lisyansky, and A. B. Granovsky, Phys. Rev. Lett. 101, 113902 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Phys. Z. Sowjetunion (1)

I. E. Tamm, Phys. Z. Sowjetunion 1, 733 (1932).

Physica B (1)

A. M. Merzlikin, A. P. Vinogradova, A. V. Dorofeenkoa, M. Inoueb, M. Levyc, and A. B. Granovskyd, Physica B 394, 277 (2007).
[CrossRef]

Other (3)

I.-C. Khoo, Liquid Crystals, 1st ed. (Wiley, 1995), pp. 21-24.

L. Liebert, Liquid Crystals, 1st ed. (Academic, 1978), p. 81.

M. Mansuripur, The Principles of Magneto-Optical Recording (Cambridge U. Press, 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 (2)

Fig. 1
Fig. 1

(a) Schematic of the MPC. (b) Two adjoining photonic crystals, one of which consists of two dielectric materials and the other that is composed of the NLC and a magnetic material, i.e., ( Ta 2 O 5 SiO 2 ) 8 ( NLC Bi : DyIG ) 8 .

Fig. 2
Fig. 2

(a) Normalized angular frequency ω d / c versus k d at the normal incident angle under V = 0 (dashed curve), V = 2 V c (dotted curve), and V = 5 V c (dashed–dotted curve). ε 1 = 3 and g = 0.5 are used for the magnetic material. (b) Transmission of Fig. 1b versus λ at the normal incident angle under V = 0 , 3 V c , 5 V c (solid, dashed, and dashed–dotted curves, respectively). Here ε Ta 2 O 5 = 4.41 , ε Si O 2 = 2.07 , and the realistic values ε 1 = 5.58 and g = 0.00198 are taken for Bi:DyIG.

Equations (2)

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

( k 1 cos 2 α + k 3 sin 2 α ) ( d z d α ) 2 = Δ ε 0 E 2 ( sin 2 α m sin 2 α ) ,
V V c = 2 π 0 π / 2 1 + k η 2 sin 2 ψ 1 η 2 sin 2 ψ d ψ ,

Metrics