Abstract

A narrowband guided-mode resonance filter (GMRF) incorporating polymer-dispersed liquid crystal (PDLC) is designed. Simulating the characteristics of the filter with rigorous coupled-wave analysis, we find that the resonance wavelength of the new kind of GMRF can be tuned from 672.4 to 698.4nm by varying the refractive index of the PDLC layer with the applied voltage. Furthermore, the resonance wavelengths vary in a linear fashion with respect to the refractive index of the PDLC layer. Therefore, the desired resonance wavelength can be conveniently selected and tuned in a tuning range of 26nm by using the applied voltage.

© 2010 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. M. W. Maeda, J. S. Patel, C. L. Lin, J. Horrobin, and R. Spicer, IEEE Photon. Technol. Lett. 2, 820 (1990).
    [CrossRef]
  2. M. Bouhifd, M. P. Whelan, and M. Aprahamian, Proc. SPIE 5826, 185 (2005).
    [CrossRef]
  3. M. J. Grout, Opt. Mater. 14, 155 (2000).
    [CrossRef]
  4. A. S. P. Chang, K. J. Morton, and H. Tan, IEEE Photon. Technol. Lett. 19, 1457 (2007).
    [CrossRef]
  5. F. Yang, G. Yen, and B. T. Cunningham, Appl. Phys. Lett. 90, 261109 (2007).
    [CrossRef]
  6. D. W. Dobbs and B. T. Cunningham, Appl. Opt. 45, 7286 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. Q. Wang, D. Zhang, H. He, Y. Huang, J. Chen, L. Chen, Y. Zhu, and S. Zhuang, Opt. Lett. 34, 70 (2009).
    [CrossRef]
  8. Z. S. Liu, S. Tibuleac, D. Shin, P. P. Young, and R. Magnusson, Opt. Lett. 23, 1556. (1998).
    [CrossRef]
  9. N. Ganesh, A. Xiang, N. B. Beltran, D. W. Dobbs, and B. T. Cunningham, Appl. Phys. Lett. 90, 081103 (2007).
    [CrossRef]
  10. R. Magnusson, D. Shin, and Z. S. Liu, Opt. Lett. 23, 612 (1998).
    [CrossRef]
  11. O. Aharon and I. Abdulhalim, Opt. Lett. 34, 2114 (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. D. Donisi, A. d’Alessandro, R. Asquini, R. Beccherelli, L. De Sio, R. Caputo, and C. Umeton, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 486, 1073 (2008).
    [CrossRef]
  13. G. Niederer, H. P. Herzig, J. Shamir, H. Thiele, M. Schnieper, and C. Zschokke, Appl. Opt. 43, 1683 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. T. Katchalski, G. Levy-Yurista, A. A. Friesem, G. Martin, R. Hierle, and J. Zyss, Opt. Express 13, 4645 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  15. A. Sharon, D. Rosenblatt, A. A. Friesem, H. G. Weber, H. Engel, and R. Steingrueber, Opt. Lett. 21, 1564 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]
  16. F. Yang, G. Yen, G. Rasigade, J. A. N. T. Soares, and B. T. Cunningham, Appl. Phys. Lett. 92, 091115 (2008).
    [CrossRef]
  17. R. Karapinar, Turk. J. Phys. 22, 227 (1998).
  18. P. G. Lisinetskaya, A. A. Konkolovich, and V. A. Loiko, Appl. Opt. 48, 3144. (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  19. A. Hessel and A. A. Oliner, Appl. Opt. 10, 1275 (1965).
    [CrossRef]
  20. S. M. Norton, T. Erdogan, and G. M. Morris, J. Opt. Soc. Am. A 14, 629 (1997).
    [CrossRef]
  21. R. Magnusson and S. S. Wang, Appl. Phys. Lett. 61, 1022 (1992).
    [CrossRef]
  22. S. S. Wang and R. Magnusson, Appl. Opt. 32, 2606 (1993).
    [CrossRef] [PubMed]
  23. S. S. Wang, R. Magnusson, J. S. Bagby, and M. G. Moharam, J. Opt. Soc. Am. A 8, 1470 (1990).
    [CrossRef]
  24. M. G. Moharam, E. B. Grann, and D. A. Pommet, J. Opt. Soc. Am. A 12, 1068 (1995).
    [CrossRef]

2009 (3)

2008 (2)

D. Donisi, A. d’Alessandro, R. Asquini, R. Beccherelli, L. De Sio, R. Caputo, and C. Umeton, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 486, 1073 (2008).
[CrossRef]

F. Yang, G. Yen, G. Rasigade, J. A. N. T. Soares, and B. T. Cunningham, Appl. Phys. Lett. 92, 091115 (2008).
[CrossRef]

2007 (3)

N. Ganesh, A. Xiang, N. B. Beltran, D. W. Dobbs, and B. T. Cunningham, Appl. Phys. Lett. 90, 081103 (2007).
[CrossRef]

A. S. P. Chang, K. J. Morton, and H. Tan, IEEE Photon. Technol. Lett. 19, 1457 (2007).
[CrossRef]

F. Yang, G. Yen, and B. T. Cunningham, Appl. Phys. Lett. 90, 261109 (2007).
[CrossRef]

2006 (1)

2005 (2)

2004 (1)

2000 (1)

M. J. Grout, Opt. Mater. 14, 155 (2000).
[CrossRef]

1998 (3)

Z. S. Liu, S. Tibuleac, D. Shin, P. P. Young, and R. Magnusson, Opt. Lett. 23, 1556. (1998).
[CrossRef]

R. Karapinar, Turk. J. Phys. 22, 227 (1998).

R. Magnusson, D. Shin, and Z. S. Liu, Opt. Lett. 23, 612 (1998).
[CrossRef]

1997 (1)

1996 (1)

1995 (1)

1993 (1)

1992 (1)

R. Magnusson and S. S. Wang, Appl. Phys. Lett. 61, 1022 (1992).
[CrossRef]

1990 (2)

S. S. Wang, R. Magnusson, J. S. Bagby, and M. G. Moharam, J. Opt. Soc. Am. A 8, 1470 (1990).
[CrossRef]

M. W. Maeda, J. S. Patel, C. L. Lin, J. Horrobin, and R. Spicer, IEEE Photon. Technol. Lett. 2, 820 (1990).
[CrossRef]

1965 (1)

A. Hessel and A. A. Oliner, Appl. Opt. 10, 1275 (1965).
[CrossRef]

Abdulhalim, I.

Aharon, O.

Aprahamian, M.

M. Bouhifd, M. P. Whelan, and M. Aprahamian, Proc. SPIE 5826, 185 (2005).
[CrossRef]

Asquini, R.

D. Donisi, A. d’Alessandro, R. Asquini, R. Beccherelli, L. De Sio, R. Caputo, and C. Umeton, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 486, 1073 (2008).
[CrossRef]

Bagby, J. S.

S. S. Wang, R. Magnusson, J. S. Bagby, and M. G. Moharam, J. Opt. Soc. Am. A 8, 1470 (1990).
[CrossRef]

Beccherelli, R.

D. Donisi, A. d’Alessandro, R. Asquini, R. Beccherelli, L. De Sio, R. Caputo, and C. Umeton, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 486, 1073 (2008).
[CrossRef]

Beltran, N. B.

N. Ganesh, A. Xiang, N. B. Beltran, D. W. Dobbs, and B. T. Cunningham, Appl. Phys. Lett. 90, 081103 (2007).
[CrossRef]

Bouhifd, M.

M. Bouhifd, M. P. Whelan, and M. Aprahamian, Proc. SPIE 5826, 185 (2005).
[CrossRef]

Caputo, R.

D. Donisi, A. d’Alessandro, R. Asquini, R. Beccherelli, L. De Sio, R. Caputo, and C. Umeton, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 486, 1073 (2008).
[CrossRef]

Chang, A. S. P.

A. S. P. Chang, K. J. Morton, and H. Tan, IEEE Photon. Technol. Lett. 19, 1457 (2007).
[CrossRef]

Chen, J.

Chen, L.

Cunningham, B. T.

F. Yang, G. Yen, G. Rasigade, J. A. N. T. Soares, and B. T. Cunningham, Appl. Phys. Lett. 92, 091115 (2008).
[CrossRef]

N. Ganesh, A. Xiang, N. B. Beltran, D. W. Dobbs, and B. T. Cunningham, Appl. Phys. Lett. 90, 081103 (2007).
[CrossRef]

F. Yang, G. Yen, and B. T. Cunningham, Appl. Phys. Lett. 90, 261109 (2007).
[CrossRef]

D. W. Dobbs and B. T. Cunningham, Appl. Opt. 45, 7286 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

d’Alessandro, A.

D. Donisi, A. d’Alessandro, R. Asquini, R. Beccherelli, L. De Sio, R. Caputo, and C. Umeton, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 486, 1073 (2008).
[CrossRef]

De Sio, L.

D. Donisi, A. d’Alessandro, R. Asquini, R. Beccherelli, L. De Sio, R. Caputo, and C. Umeton, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 486, 1073 (2008).
[CrossRef]

Dobbs, D. W.

N. Ganesh, A. Xiang, N. B. Beltran, D. W. Dobbs, and B. T. Cunningham, Appl. Phys. Lett. 90, 081103 (2007).
[CrossRef]

D. W. Dobbs and B. T. Cunningham, Appl. Opt. 45, 7286 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Donisi, D.

D. Donisi, A. d’Alessandro, R. Asquini, R. Beccherelli, L. De Sio, R. Caputo, and C. Umeton, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 486, 1073 (2008).
[CrossRef]

Engel, H.

Erdogan, T.

Friesem, A. A.

Ganesh, N.

N. Ganesh, A. Xiang, N. B. Beltran, D. W. Dobbs, and B. T. Cunningham, Appl. Phys. Lett. 90, 081103 (2007).
[CrossRef]

Grann, E. B.

Grout, M. J.

M. J. Grout, Opt. Mater. 14, 155 (2000).
[CrossRef]

He, H.

Herzig, H. P.

Hessel, A.

A. Hessel and A. A. Oliner, Appl. Opt. 10, 1275 (1965).
[CrossRef]

Hierle, R.

Horrobin, J.

M. W. Maeda, J. S. Patel, C. L. Lin, J. Horrobin, and R. Spicer, IEEE Photon. Technol. Lett. 2, 820 (1990).
[CrossRef]

Huang, Y.

Karapinar, R.

R. Karapinar, Turk. J. Phys. 22, 227 (1998).

Katchalski, T.

Konkolovich, A. A.

P. G. Lisinetskaya, A. A. Konkolovich, and V. A. Loiko, Appl. Opt. 48, 3144. (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Levy-Yurista, G.

Lin, C. L.

M. W. Maeda, J. S. Patel, C. L. Lin, J. Horrobin, and R. Spicer, IEEE Photon. Technol. Lett. 2, 820 (1990).
[CrossRef]

Lisinetskaya, P. G.

P. G. Lisinetskaya, A. A. Konkolovich, and V. A. Loiko, Appl. Opt. 48, 3144. (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Liu, Z. S.

R. Magnusson, D. Shin, and Z. S. Liu, Opt. Lett. 23, 612 (1998).
[CrossRef]

Z. S. Liu, S. Tibuleac, D. Shin, P. P. Young, and R. Magnusson, Opt. Lett. 23, 1556. (1998).
[CrossRef]

Loiko, V. A.

P. G. Lisinetskaya, A. A. Konkolovich, and V. A. Loiko, Appl. Opt. 48, 3144. (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Maeda, M. W.

M. W. Maeda, J. S. Patel, C. L. Lin, J. Horrobin, and R. Spicer, IEEE Photon. Technol. Lett. 2, 820 (1990).
[CrossRef]

Magnusson, R.

Z. S. Liu, S. Tibuleac, D. Shin, P. P. Young, and R. Magnusson, Opt. Lett. 23, 1556. (1998).
[CrossRef]

R. Magnusson, D. Shin, and Z. S. Liu, Opt. Lett. 23, 612 (1998).
[CrossRef]

S. S. Wang and R. Magnusson, Appl. Opt. 32, 2606 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

R. Magnusson and S. S. Wang, Appl. Phys. Lett. 61, 1022 (1992).
[CrossRef]

S. S. Wang, R. Magnusson, J. S. Bagby, and M. G. Moharam, J. Opt. Soc. Am. A 8, 1470 (1990).
[CrossRef]

Martin, G.

Moharam, M. G.

M. G. Moharam, E. B. Grann, and D. A. Pommet, J. Opt. Soc. Am. A 12, 1068 (1995).
[CrossRef]

S. S. Wang, R. Magnusson, J. S. Bagby, and M. G. Moharam, J. Opt. Soc. Am. A 8, 1470 (1990).
[CrossRef]

Morris, G. M.

Morton, K. J.

A. S. P. Chang, K. J. Morton, and H. Tan, IEEE Photon. Technol. Lett. 19, 1457 (2007).
[CrossRef]

Niederer, G.

Norton, S. M.

Oliner, A. A.

A. Hessel and A. A. Oliner, Appl. Opt. 10, 1275 (1965).
[CrossRef]

Patel, J. S.

M. W. Maeda, J. S. Patel, C. L. Lin, J. Horrobin, and R. Spicer, IEEE Photon. Technol. Lett. 2, 820 (1990).
[CrossRef]

Pommet, D. A.

Rasigade, G.

F. Yang, G. Yen, G. Rasigade, J. A. N. T. Soares, and B. T. Cunningham, Appl. Phys. Lett. 92, 091115 (2008).
[CrossRef]

Rosenblatt, D.

Schnieper, M.

Shamir, J.

Sharon, A.

Shin, D.

Z. S. Liu, S. Tibuleac, D. Shin, P. P. Young, and R. Magnusson, Opt. Lett. 23, 1556. (1998).
[CrossRef]

R. Magnusson, D. Shin, and Z. S. Liu, Opt. Lett. 23, 612 (1998).
[CrossRef]

Soares, J. A. N. T.

F. Yang, G. Yen, G. Rasigade, J. A. N. T. Soares, and B. T. Cunningham, Appl. Phys. Lett. 92, 091115 (2008).
[CrossRef]

Spicer, R.

M. W. Maeda, J. S. Patel, C. L. Lin, J. Horrobin, and R. Spicer, IEEE Photon. Technol. Lett. 2, 820 (1990).
[CrossRef]

Steingrueber, R.

Tan, H.

A. S. P. Chang, K. J. Morton, and H. Tan, IEEE Photon. Technol. Lett. 19, 1457 (2007).
[CrossRef]

Thiele, H.

Tibuleac, S.

Z. S. Liu, S. Tibuleac, D. Shin, P. P. Young, and R. Magnusson, Opt. Lett. 23, 1556. (1998).
[CrossRef]

Umeton, C.

D. Donisi, A. d’Alessandro, R. Asquini, R. Beccherelli, L. De Sio, R. Caputo, and C. Umeton, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 486, 1073 (2008).
[CrossRef]

Wang, Q.

Wang, S. S.

S. S. Wang and R. Magnusson, Appl. Opt. 32, 2606 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

R. Magnusson and S. S. Wang, Appl. Phys. Lett. 61, 1022 (1992).
[CrossRef]

S. S. Wang, R. Magnusson, J. S. Bagby, and M. G. Moharam, J. Opt. Soc. Am. A 8, 1470 (1990).
[CrossRef]

Weber, H. G.

Whelan, M. P.

M. Bouhifd, M. P. Whelan, and M. Aprahamian, Proc. SPIE 5826, 185 (2005).
[CrossRef]

Xiang, A.

N. Ganesh, A. Xiang, N. B. Beltran, D. W. Dobbs, and B. T. Cunningham, Appl. Phys. Lett. 90, 081103 (2007).
[CrossRef]

Yang, F.

F. Yang, G. Yen, G. Rasigade, J. A. N. T. Soares, and B. T. Cunningham, Appl. Phys. Lett. 92, 091115 (2008).
[CrossRef]

F. Yang, G. Yen, and B. T. Cunningham, Appl. Phys. Lett. 90, 261109 (2007).
[CrossRef]

Yen, G.

F. Yang, G. Yen, G. Rasigade, J. A. N. T. Soares, and B. T. Cunningham, Appl. Phys. Lett. 92, 091115 (2008).
[CrossRef]

F. Yang, G. Yen, and B. T. Cunningham, Appl. Phys. Lett. 90, 261109 (2007).
[CrossRef]

Young, P. P.

Z. S. Liu, S. Tibuleac, D. Shin, P. P. Young, and R. Magnusson, Opt. Lett. 23, 1556. (1998).
[CrossRef]

Zhang, D.

Zhu, Y.

Zhuang, S.

Zschokke, C.

Zyss, J.

Appl. Opt. (5)

Appl. Phys. Lett. (4)

R. Magnusson and S. S. Wang, Appl. Phys. Lett. 61, 1022 (1992).
[CrossRef]

F. Yang, G. Yen, and B. T. Cunningham, Appl. Phys. Lett. 90, 261109 (2007).
[CrossRef]

N. Ganesh, A. Xiang, N. B. Beltran, D. W. Dobbs, and B. T. Cunningham, Appl. Phys. Lett. 90, 081103 (2007).
[CrossRef]

F. Yang, G. Yen, G. Rasigade, J. A. N. T. Soares, and B. T. Cunningham, Appl. Phys. Lett. 92, 091115 (2008).
[CrossRef]

IEEE Photon. Technol. Lett. (2)

M. W. Maeda, J. S. Patel, C. L. Lin, J. Horrobin, and R. Spicer, IEEE Photon. Technol. Lett. 2, 820 (1990).
[CrossRef]

A. S. P. Chang, K. J. Morton, and H. Tan, IEEE Photon. Technol. Lett. 19, 1457 (2007).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. A (3)

Mol. Cryst. Liq. Cryst. (1)

D. Donisi, A. d’Alessandro, R. Asquini, R. Beccherelli, L. De Sio, R. Caputo, and C. Umeton, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 486, 1073 (2008).
[CrossRef]

Opt. Express (1)

Opt. Lett. (5)

Opt. Mater. (1)

M. J. Grout, Opt. Mater. 14, 155 (2000).
[CrossRef]

Proc. SPIE (1)

M. Bouhifd, M. P. Whelan, and M. Aprahamian, Proc. SPIE 5826, 185 (2005).
[CrossRef]

Turk. J. Phys. (1)

R. Karapinar, Turk. J. Phys. 22, 227 (1998).

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

Structure of the tunable GMRF. The parameters are n c = 1.0 (air), n s = 1.52 (glass), n 1 = 2.1 (ITO), n H = 1.7 (photoresist), n L = n 3 = 1.5026 1.6034 (PDLC layer), Λ = 460 nm , f = 0.5 , incident angle θ = 0 ° (in air, the cover region). Here, f is the fill factor of the grating.

Fig. 2
Fig. 2

Reflectance responses of GMRF with different indices of the PDLC layer controlled by different applied voltages.

Fig. 3
Fig. 3

Dependence of the resonance wavelength on the refractive index of the PDLC layer.

Equations (1)

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

n PDLC = f * n LC + ( 1 f ) * n P ,

Metrics