Abstract

Record-high edge-emitted peak power was collected from L3 and finite-waveguide two-dimensional photonic crystal nanocavity quantum well membrane lasers at room temperature under single-mode operations. Peak power levels of 230μW and 540μW were collected from L3 and finite-waveguide edge-emitters, and their quantum differential efficiencies are 11% and 27%, respectively, limited by their collection efficiencies in free space.

© 2009 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. H. G. Park, S. H. Kim, S. H. Kwon, Y. G. Ju, J. K. Yang, J. H. Baek, S. B. Kim, and Y. H. Lee, Science 305, 1444 (2004).
    [Crossref] [PubMed]
  2. J. R. Cao, W. Kuang, Z. J. Wei, S. J. Choi, H. X. Yu, M. Bagheri, J. D. O'Brien, and P. D. Dapkus, IEEE Photonics Technol. Lett. 17, 4 (2005).
    [Crossref]
  3. M. Bagheri, M. H. Shih, Z. J. Wei, S. J. Choi, J. D. O'Brien, P. D. Dapkus, and W. K. Marshall, IEEE Photonics Technol. Lett. 18, 1161 (2006).
    [Crossref]
  4. T. Yang, A. Mock, J. D. O'Brien, S. Lipson, and D. G. Deppe, Opt. Lett. 32, 1153 (2007).
    [Crossref] [PubMed]
  5. L. Lu, A. Mock, T. Yang, M. H. Shih, E. H. Hwang, M. Bagheri, A. Stapleton, S. Farrell, J. O'Brien, and P. D. Dapkus, Appl. Phys. Lett. 94, 111101 (2009).
    [Crossref]
  6. T. Asano, B.-S. Song, Y. Akahane, and S. Noda, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 1123 (2006).
    [Crossref]
  7. A. Faraon, E. Waks, D. Englund, I. Fushman, and J. Vučković, Appl. Phys. Lett. 90, 073102 (2007).
    [Crossref]
  8. H. Watanabe and T. Baba, Opt. Express 16, 2694 (2008).
    [Crossref] [PubMed]
  9. V. S. C. M. Rao and S. Hughes, Phys. Rev. Lett. 99, 193901 (2007).
    [Crossref]
  10. P. Kramper, M. Agio, C. M. Soukoulis, A. Birner, F. Muller, R. B. Wehrspohn, U. Gosele, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 92, 113903 (2004).
    [Crossref] [PubMed]
  11. L. Lu, A. Mock, M. Bagheri, E. H. Hwang, J. O'Brien, and P. D. Dapkus, Opt. Express 16, 17342 (2008).
    [Crossref] [PubMed]
  12. K. Nozaki, H. Watanabe, and T. Baba, Appl. Phys. Lett. 92, 021108 (2008).
    [Crossref]

2009 (1)

L. Lu, A. Mock, T. Yang, M. H. Shih, E. H. Hwang, M. Bagheri, A. Stapleton, S. Farrell, J. O'Brien, and P. D. Dapkus, Appl. Phys. Lett. 94, 111101 (2009).
[Crossref]

2008 (3)

2007 (3)

A. Faraon, E. Waks, D. Englund, I. Fushman, and J. Vučković, Appl. Phys. Lett. 90, 073102 (2007).
[Crossref]

V. S. C. M. Rao and S. Hughes, Phys. Rev. Lett. 99, 193901 (2007).
[Crossref]

T. Yang, A. Mock, J. D. O'Brien, S. Lipson, and D. G. Deppe, Opt. Lett. 32, 1153 (2007).
[Crossref] [PubMed]

2006 (2)

M. Bagheri, M. H. Shih, Z. J. Wei, S. J. Choi, J. D. O'Brien, P. D. Dapkus, and W. K. Marshall, IEEE Photonics Technol. Lett. 18, 1161 (2006).
[Crossref]

T. Asano, B.-S. Song, Y. Akahane, and S. Noda, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 1123 (2006).
[Crossref]

2005 (1)

J. R. Cao, W. Kuang, Z. J. Wei, S. J. Choi, H. X. Yu, M. Bagheri, J. D. O'Brien, and P. D. Dapkus, IEEE Photonics Technol. Lett. 17, 4 (2005).
[Crossref]

2004 (2)

H. G. Park, S. H. Kim, S. H. Kwon, Y. G. Ju, J. K. Yang, J. H. Baek, S. B. Kim, and Y. H. Lee, Science 305, 1444 (2004).
[Crossref] [PubMed]

P. Kramper, M. Agio, C. M. Soukoulis, A. Birner, F. Muller, R. B. Wehrspohn, U. Gosele, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 92, 113903 (2004).
[Crossref] [PubMed]

Agio, M.

P. Kramper, M. Agio, C. M. Soukoulis, A. Birner, F. Muller, R. B. Wehrspohn, U. Gosele, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 92, 113903 (2004).
[Crossref] [PubMed]

Akahane, Y.

T. Asano, B.-S. Song, Y. Akahane, and S. Noda, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 1123 (2006).
[Crossref]

Asano, T.

T. Asano, B.-S. Song, Y. Akahane, and S. Noda, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 1123 (2006).
[Crossref]

Baba, T.

K. Nozaki, H. Watanabe, and T. Baba, Appl. Phys. Lett. 92, 021108 (2008).
[Crossref]

H. Watanabe and T. Baba, Opt. Express 16, 2694 (2008).
[Crossref] [PubMed]

Baek, J. H.

H. G. Park, S. H. Kim, S. H. Kwon, Y. G. Ju, J. K. Yang, J. H. Baek, S. B. Kim, and Y. H. Lee, Science 305, 1444 (2004).
[Crossref] [PubMed]

Bagheri, M.

L. Lu, A. Mock, T. Yang, M. H. Shih, E. H. Hwang, M. Bagheri, A. Stapleton, S. Farrell, J. O'Brien, and P. D. Dapkus, Appl. Phys. Lett. 94, 111101 (2009).
[Crossref]

L. Lu, A. Mock, M. Bagheri, E. H. Hwang, J. O'Brien, and P. D. Dapkus, Opt. Express 16, 17342 (2008).
[Crossref] [PubMed]

M. Bagheri, M. H. Shih, Z. J. Wei, S. J. Choi, J. D. O'Brien, P. D. Dapkus, and W. K. Marshall, IEEE Photonics Technol. Lett. 18, 1161 (2006).
[Crossref]

J. R. Cao, W. Kuang, Z. J. Wei, S. J. Choi, H. X. Yu, M. Bagheri, J. D. O'Brien, and P. D. Dapkus, IEEE Photonics Technol. Lett. 17, 4 (2005).
[Crossref]

Birner, A.

P. Kramper, M. Agio, C. M. Soukoulis, A. Birner, F. Muller, R. B. Wehrspohn, U. Gosele, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 92, 113903 (2004).
[Crossref] [PubMed]

Cao, J. R.

J. R. Cao, W. Kuang, Z. J. Wei, S. J. Choi, H. X. Yu, M. Bagheri, J. D. O'Brien, and P. D. Dapkus, IEEE Photonics Technol. Lett. 17, 4 (2005).
[Crossref]

Choi, S. J.

M. Bagheri, M. H. Shih, Z. J. Wei, S. J. Choi, J. D. O'Brien, P. D. Dapkus, and W. K. Marshall, IEEE Photonics Technol. Lett. 18, 1161 (2006).
[Crossref]

J. R. Cao, W. Kuang, Z. J. Wei, S. J. Choi, H. X. Yu, M. Bagheri, J. D. O'Brien, and P. D. Dapkus, IEEE Photonics Technol. Lett. 17, 4 (2005).
[Crossref]

Dapkus, P. D.

L. Lu, A. Mock, T. Yang, M. H. Shih, E. H. Hwang, M. Bagheri, A. Stapleton, S. Farrell, J. O'Brien, and P. D. Dapkus, Appl. Phys. Lett. 94, 111101 (2009).
[Crossref]

L. Lu, A. Mock, M. Bagheri, E. H. Hwang, J. O'Brien, and P. D. Dapkus, Opt. Express 16, 17342 (2008).
[Crossref] [PubMed]

M. Bagheri, M. H. Shih, Z. J. Wei, S. J. Choi, J. D. O'Brien, P. D. Dapkus, and W. K. Marshall, IEEE Photonics Technol. Lett. 18, 1161 (2006).
[Crossref]

J. R. Cao, W. Kuang, Z. J. Wei, S. J. Choi, H. X. Yu, M. Bagheri, J. D. O'Brien, and P. D. Dapkus, IEEE Photonics Technol. Lett. 17, 4 (2005).
[Crossref]

Deppe, D. G.

Englund, D.

A. Faraon, E. Waks, D. Englund, I. Fushman, and J. Vučković, Appl. Phys. Lett. 90, 073102 (2007).
[Crossref]

Faraon, A.

A. Faraon, E. Waks, D. Englund, I. Fushman, and J. Vučković, Appl. Phys. Lett. 90, 073102 (2007).
[Crossref]

Farrell, S.

L. Lu, A. Mock, T. Yang, M. H. Shih, E. H. Hwang, M. Bagheri, A. Stapleton, S. Farrell, J. O'Brien, and P. D. Dapkus, Appl. Phys. Lett. 94, 111101 (2009).
[Crossref]

Fushman, I.

A. Faraon, E. Waks, D. Englund, I. Fushman, and J. Vučković, Appl. Phys. Lett. 90, 073102 (2007).
[Crossref]

Gosele, U.

P. Kramper, M. Agio, C. M. Soukoulis, A. Birner, F. Muller, R. B. Wehrspohn, U. Gosele, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 92, 113903 (2004).
[Crossref] [PubMed]

Hughes, S.

V. S. C. M. Rao and S. Hughes, Phys. Rev. Lett. 99, 193901 (2007).
[Crossref]

Hwang, E. H.

L. Lu, A. Mock, T. Yang, M. H. Shih, E. H. Hwang, M. Bagheri, A. Stapleton, S. Farrell, J. O'Brien, and P. D. Dapkus, Appl. Phys. Lett. 94, 111101 (2009).
[Crossref]

L. Lu, A. Mock, M. Bagheri, E. H. Hwang, J. O'Brien, and P. D. Dapkus, Opt. Express 16, 17342 (2008).
[Crossref] [PubMed]

Ju, Y. G.

H. G. Park, S. H. Kim, S. H. Kwon, Y. G. Ju, J. K. Yang, J. H. Baek, S. B. Kim, and Y. H. Lee, Science 305, 1444 (2004).
[Crossref] [PubMed]

Kim, S. B.

H. G. Park, S. H. Kim, S. H. Kwon, Y. G. Ju, J. K. Yang, J. H. Baek, S. B. Kim, and Y. H. Lee, Science 305, 1444 (2004).
[Crossref] [PubMed]

Kim, S. H.

H. G. Park, S. H. Kim, S. H. Kwon, Y. G. Ju, J. K. Yang, J. H. Baek, S. B. Kim, and Y. H. Lee, Science 305, 1444 (2004).
[Crossref] [PubMed]

Kramper, P.

P. Kramper, M. Agio, C. M. Soukoulis, A. Birner, F. Muller, R. B. Wehrspohn, U. Gosele, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 92, 113903 (2004).
[Crossref] [PubMed]

Kuang, W.

J. R. Cao, W. Kuang, Z. J. Wei, S. J. Choi, H. X. Yu, M. Bagheri, J. D. O'Brien, and P. D. Dapkus, IEEE Photonics Technol. Lett. 17, 4 (2005).
[Crossref]

Kwon, S. H.

H. G. Park, S. H. Kim, S. H. Kwon, Y. G. Ju, J. K. Yang, J. H. Baek, S. B. Kim, and Y. H. Lee, Science 305, 1444 (2004).
[Crossref] [PubMed]

Lee, Y. H.

H. G. Park, S. H. Kim, S. H. Kwon, Y. G. Ju, J. K. Yang, J. H. Baek, S. B. Kim, and Y. H. Lee, Science 305, 1444 (2004).
[Crossref] [PubMed]

Lipson, S.

Lu, L.

L. Lu, A. Mock, T. Yang, M. H. Shih, E. H. Hwang, M. Bagheri, A. Stapleton, S. Farrell, J. O'Brien, and P. D. Dapkus, Appl. Phys. Lett. 94, 111101 (2009).
[Crossref]

L. Lu, A. Mock, M. Bagheri, E. H. Hwang, J. O'Brien, and P. D. Dapkus, Opt. Express 16, 17342 (2008).
[Crossref] [PubMed]

Marshall, W. K.

M. Bagheri, M. H. Shih, Z. J. Wei, S. J. Choi, J. D. O'Brien, P. D. Dapkus, and W. K. Marshall, IEEE Photonics Technol. Lett. 18, 1161 (2006).
[Crossref]

Mock, A.

Muller, F.

P. Kramper, M. Agio, C. M. Soukoulis, A. Birner, F. Muller, R. B. Wehrspohn, U. Gosele, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 92, 113903 (2004).
[Crossref] [PubMed]

Noda, S.

T. Asano, B.-S. Song, Y. Akahane, and S. Noda, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 1123 (2006).
[Crossref]

Nozaki, K.

K. Nozaki, H. Watanabe, and T. Baba, Appl. Phys. Lett. 92, 021108 (2008).
[Crossref]

O'Brien, J.

L. Lu, A. Mock, T. Yang, M. H. Shih, E. H. Hwang, M. Bagheri, A. Stapleton, S. Farrell, J. O'Brien, and P. D. Dapkus, Appl. Phys. Lett. 94, 111101 (2009).
[Crossref]

L. Lu, A. Mock, M. Bagheri, E. H. Hwang, J. O'Brien, and P. D. Dapkus, Opt. Express 16, 17342 (2008).
[Crossref] [PubMed]

O'Brien, J. D.

T. Yang, A. Mock, J. D. O'Brien, S. Lipson, and D. G. Deppe, Opt. Lett. 32, 1153 (2007).
[Crossref] [PubMed]

M. Bagheri, M. H. Shih, Z. J. Wei, S. J. Choi, J. D. O'Brien, P. D. Dapkus, and W. K. Marshall, IEEE Photonics Technol. Lett. 18, 1161 (2006).
[Crossref]

J. R. Cao, W. Kuang, Z. J. Wei, S. J. Choi, H. X. Yu, M. Bagheri, J. D. O'Brien, and P. D. Dapkus, IEEE Photonics Technol. Lett. 17, 4 (2005).
[Crossref]

Park, H. G.

H. G. Park, S. H. Kim, S. H. Kwon, Y. G. Ju, J. K. Yang, J. H. Baek, S. B. Kim, and Y. H. Lee, Science 305, 1444 (2004).
[Crossref] [PubMed]

Rao, V. S. C. M.

V. S. C. M. Rao and S. Hughes, Phys. Rev. Lett. 99, 193901 (2007).
[Crossref]

Sandoghdar, V.

P. Kramper, M. Agio, C. M. Soukoulis, A. Birner, F. Muller, R. B. Wehrspohn, U. Gosele, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 92, 113903 (2004).
[Crossref] [PubMed]

Shih, M. H.

L. Lu, A. Mock, T. Yang, M. H. Shih, E. H. Hwang, M. Bagheri, A. Stapleton, S. Farrell, J. O'Brien, and P. D. Dapkus, Appl. Phys. Lett. 94, 111101 (2009).
[Crossref]

M. Bagheri, M. H. Shih, Z. J. Wei, S. J. Choi, J. D. O'Brien, P. D. Dapkus, and W. K. Marshall, IEEE Photonics Technol. Lett. 18, 1161 (2006).
[Crossref]

Song, B.-S.

T. Asano, B.-S. Song, Y. Akahane, and S. Noda, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 1123 (2006).
[Crossref]

Soukoulis, C. M.

P. Kramper, M. Agio, C. M. Soukoulis, A. Birner, F. Muller, R. B. Wehrspohn, U. Gosele, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 92, 113903 (2004).
[Crossref] [PubMed]

Stapleton, A.

L. Lu, A. Mock, T. Yang, M. H. Shih, E. H. Hwang, M. Bagheri, A. Stapleton, S. Farrell, J. O'Brien, and P. D. Dapkus, Appl. Phys. Lett. 94, 111101 (2009).
[Crossref]

Vuckovic, J.

A. Faraon, E. Waks, D. Englund, I. Fushman, and J. Vučković, Appl. Phys. Lett. 90, 073102 (2007).
[Crossref]

Waks, E.

A. Faraon, E. Waks, D. Englund, I. Fushman, and J. Vučković, Appl. Phys. Lett. 90, 073102 (2007).
[Crossref]

Watanabe, H.

K. Nozaki, H. Watanabe, and T. Baba, Appl. Phys. Lett. 92, 021108 (2008).
[Crossref]

H. Watanabe and T. Baba, Opt. Express 16, 2694 (2008).
[Crossref] [PubMed]

Wehrspohn, R. B.

P. Kramper, M. Agio, C. M. Soukoulis, A. Birner, F. Muller, R. B. Wehrspohn, U. Gosele, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 92, 113903 (2004).
[Crossref] [PubMed]

Wei, Z. J.

M. Bagheri, M. H. Shih, Z. J. Wei, S. J. Choi, J. D. O'Brien, P. D. Dapkus, and W. K. Marshall, IEEE Photonics Technol. Lett. 18, 1161 (2006).
[Crossref]

J. R. Cao, W. Kuang, Z. J. Wei, S. J. Choi, H. X. Yu, M. Bagheri, J. D. O'Brien, and P. D. Dapkus, IEEE Photonics Technol. Lett. 17, 4 (2005).
[Crossref]

Yang, J. K.

H. G. Park, S. H. Kim, S. H. Kwon, Y. G. Ju, J. K. Yang, J. H. Baek, S. B. Kim, and Y. H. Lee, Science 305, 1444 (2004).
[Crossref] [PubMed]

Yang, T.

L. Lu, A. Mock, T. Yang, M. H. Shih, E. H. Hwang, M. Bagheri, A. Stapleton, S. Farrell, J. O'Brien, and P. D. Dapkus, Appl. Phys. Lett. 94, 111101 (2009).
[Crossref]

T. Yang, A. Mock, J. D. O'Brien, S. Lipson, and D. G. Deppe, Opt. Lett. 32, 1153 (2007).
[Crossref] [PubMed]

Yu, H. X.

J. R. Cao, W. Kuang, Z. J. Wei, S. J. Choi, H. X. Yu, M. Bagheri, J. D. O'Brien, and P. D. Dapkus, IEEE Photonics Technol. Lett. 17, 4 (2005).
[Crossref]

Appl. Phys. Lett. (3)

L. Lu, A. Mock, T. Yang, M. H. Shih, E. H. Hwang, M. Bagheri, A. Stapleton, S. Farrell, J. O'Brien, and P. D. Dapkus, Appl. Phys. Lett. 94, 111101 (2009).
[Crossref]

A. Faraon, E. Waks, D. Englund, I. Fushman, and J. Vučković, Appl. Phys. Lett. 90, 073102 (2007).
[Crossref]

K. Nozaki, H. Watanabe, and T. Baba, Appl. Phys. Lett. 92, 021108 (2008).
[Crossref]

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. (1)

T. Asano, B.-S. Song, Y. Akahane, and S. Noda, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 1123 (2006).
[Crossref]

IEEE Photonics Technol. Lett. (2)

J. R. Cao, W. Kuang, Z. J. Wei, S. J. Choi, H. X. Yu, M. Bagheri, J. D. O'Brien, and P. D. Dapkus, IEEE Photonics Technol. Lett. 17, 4 (2005).
[Crossref]

M. Bagheri, M. H. Shih, Z. J. Wei, S. J. Choi, J. D. O'Brien, P. D. Dapkus, and W. K. Marshall, IEEE Photonics Technol. Lett. 18, 1161 (2006).
[Crossref]

Opt. Express (2)

Opt. Lett. (1)

Phys. Rev. Lett. (2)

V. S. C. M. Rao and S. Hughes, Phys. Rev. Lett. 99, 193901 (2007).
[Crossref]

P. Kramper, M. Agio, C. M. Soukoulis, A. Birner, F. Muller, R. B. Wehrspohn, U. Gosele, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 92, 113903 (2004).
[Crossref] [PubMed]

Science (1)

H. G. Park, S. H. Kim, S. H. Kwon, Y. G. Ju, J. K. Yang, J. H. Baek, S. B. Kim, and Y. H. Lee, Science 305, 1444 (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 (3)

Fig. 1
Fig. 1

(a) Top-view SEM image of a fabricated PhC L3 cavity with five PC cladding periods on the facet side (number 5 device). (b) L-L curves of number 4, 5, 6, 7, and 8 devices. (c) Threshold and lasing wavelength behaviors versus device numbers. (d) Lasing spectrum of the number 5 laser.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Top-view SEM image of a fabricated ten-period-long PhC finite-WG cavity (number 10 device). (b) L-L curves of number 8, 9, and 10 devices. (c) Lasing spectra of the number 8, 9, and 10 lasers.  

Fig. 3
Fig. 3

H z field profiles of the lasing modes of the number 5 L3 edge-emitter (a), (b) and the number 10 finite-WG edge-emitter (c), (d). (a), (c) Field distribution in the xy plane at the center of the membrane. (b), (d) Field distribution in the xz plane through the device center. Index profiles of the device are outlined in gray.

Metrics