Abstract

We demonstrate a metal-cavity surface-emitting microlaser at room temperature using hybrid metal/distributed Bragg reflectors as well as substrate removal. Our devices operate under continuous-wave current injection at room temperature. The smallest laser is 1.0μm in radius and 4.0μm in height with a circular beam shape and an output over 8μW. The device lases at 995nm wavelength with a threshold current of about 2.6mA.

© 2011 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. A. B. Miller, Proc. IEEE 97, 1166 (2009).
    [CrossRef]
  2. M. T. Hill, M. Marell, E. S. P. Leong, B. Smalbrugge, Y. Zhu, M. Sun, P. J. van Veldhoven, E. J. Geluk, F. Karouta, Y. Oei, R. Nötzel, C. Z. Ning, and M. K. Smit, Opt. Express 17, 11107 (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. C. Y. Lu, S. W. Chang, S. L. Chuang, T. D. Germann, and D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 96, 251101 (2010).
    [CrossRef]
  4. M. P. Nezhad, A. Simic, O. Bondarenko, B. Slutsky, A. Mizrahi, L. Feng, V. Lomakin, and Y. Fainman, Nat. Photonics 4, 395 (2010).
    [CrossRef]
  5. M. T. Hill, Y. S. Oei, B. Smalbrugge, Y. Zhu, T. de Vries, P. J. van Veldhoven, F. W. M. van Otten, T. J. Eijkemans, J. P. Turkiewicz, H. de Waardt, E. J. Geluk, S. H. Kwon, Y. H. Lee, R. Nötzel, and M. K. Smit, Nat. Photonics 1, 589 (2007).
    [CrossRef]
  6. M. Hong, L. W. Tu, J. Gamelin, Y. H. Wang, R. J. Fisher, E. F. Schubert, K. Tai, G. Hasnain, J. P. Mannaerts, B. E. Weir, J. D. Wynn, R. F. Kopf, G. J. Zydzik, and A. Y. Cho, J. Cryst. Growth 111, 1052 (1991).
    [CrossRef]
  7. M. R. McDaniel, D. L. Huffaker, and D. G. Deppe, Electron. Lett. 33, 1704 (1997).
    [CrossRef]
  8. A. Mutig, J. A. Lott, S. A. Blokhin, P. Wolf, P. Moser, W. Hofmann, A. Nadtochiy, A. Payusov, and D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 97, 151101 (2010).
    [CrossRef]
  9. S. L. Chuang, Physics of Photonic Devices, 2nd ed. (Wiley, 2009).
  10. C. Y. Lu, S. W. Chang, S. L. Chuang, T. D. Germann, U. W. Pohl, and D. Bimberg, Semicond. Sci. Technol. 26, 014012(2011).
    [CrossRef]
  11. S. W. Chang, C. Y. Lu, S. L. Chuang, T. D. Germann, U. W. Pohl, and D. Bimberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum. Electron., (to be published).
  12. S. W. Chang, T. R. Lin, and S. L. Chuang, Opt. Express 18, 15039 (2010).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. E.D.Palik, ed., Handbook of Optical Constants of Solids (Academic, 1985).
  14. S. Adachi, J. Appl. Phys. 58, R1 (1985).
    [CrossRef]
  15. S. W. Chang and S. L. Chuang, IEEE J. Quantum Electron. 45, 1014 (2009).
    [CrossRef]
  16. C. Manolatou and F. Rana, IEEE J. Quantum Electron. 44, 435 (2008).
    [CrossRef]

2011 (1)

C. Y. Lu, S. W. Chang, S. L. Chuang, T. D. Germann, U. W. Pohl, and D. Bimberg, Semicond. Sci. Technol. 26, 014012(2011).
[CrossRef]

2010 (4)

A. Mutig, J. A. Lott, S. A. Blokhin, P. Wolf, P. Moser, W. Hofmann, A. Nadtochiy, A. Payusov, and D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 97, 151101 (2010).
[CrossRef]

C. Y. Lu, S. W. Chang, S. L. Chuang, T. D. Germann, and D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 96, 251101 (2010).
[CrossRef]

M. P. Nezhad, A. Simic, O. Bondarenko, B. Slutsky, A. Mizrahi, L. Feng, V. Lomakin, and Y. Fainman, Nat. Photonics 4, 395 (2010).
[CrossRef]

S. W. Chang, T. R. Lin, and S. L. Chuang, Opt. Express 18, 15039 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

2009 (4)

S. W. Chang and S. L. Chuang, IEEE J. Quantum Electron. 45, 1014 (2009).
[CrossRef]

D. A. B. Miller, Proc. IEEE 97, 1166 (2009).
[CrossRef]

M. T. Hill, M. Marell, E. S. P. Leong, B. Smalbrugge, Y. Zhu, M. Sun, P. J. van Veldhoven, E. J. Geluk, F. Karouta, Y. Oei, R. Nötzel, C. Z. Ning, and M. K. Smit, Opt. Express 17, 11107 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

S. L. Chuang, Physics of Photonic Devices, 2nd ed. (Wiley, 2009).

2008 (1)

C. Manolatou and F. Rana, IEEE J. Quantum Electron. 44, 435 (2008).
[CrossRef]

2007 (1)

M. T. Hill, Y. S. Oei, B. Smalbrugge, Y. Zhu, T. de Vries, P. J. van Veldhoven, F. W. M. van Otten, T. J. Eijkemans, J. P. Turkiewicz, H. de Waardt, E. J. Geluk, S. H. Kwon, Y. H. Lee, R. Nötzel, and M. K. Smit, Nat. Photonics 1, 589 (2007).
[CrossRef]

1997 (1)

M. R. McDaniel, D. L. Huffaker, and D. G. Deppe, Electron. Lett. 33, 1704 (1997).
[CrossRef]

1991 (1)

M. Hong, L. W. Tu, J. Gamelin, Y. H. Wang, R. J. Fisher, E. F. Schubert, K. Tai, G. Hasnain, J. P. Mannaerts, B. E. Weir, J. D. Wynn, R. F. Kopf, G. J. Zydzik, and A. Y. Cho, J. Cryst. Growth 111, 1052 (1991).
[CrossRef]

1985 (2)

E.D.Palik, ed., Handbook of Optical Constants of Solids (Academic, 1985).

S. Adachi, J. Appl. Phys. 58, R1 (1985).
[CrossRef]

Adachi, S.

S. Adachi, J. Appl. Phys. 58, R1 (1985).
[CrossRef]

Bimberg, D.

C. Y. Lu, S. W. Chang, S. L. Chuang, T. D. Germann, U. W. Pohl, and D. Bimberg, Semicond. Sci. Technol. 26, 014012(2011).
[CrossRef]

C. Y. Lu, S. W. Chang, S. L. Chuang, T. D. Germann, and D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 96, 251101 (2010).
[CrossRef]

A. Mutig, J. A. Lott, S. A. Blokhin, P. Wolf, P. Moser, W. Hofmann, A. Nadtochiy, A. Payusov, and D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 97, 151101 (2010).
[CrossRef]

S. W. Chang, C. Y. Lu, S. L. Chuang, T. D. Germann, U. W. Pohl, and D. Bimberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum. Electron., (to be published).

Blokhin, S. A.

A. Mutig, J. A. Lott, S. A. Blokhin, P. Wolf, P. Moser, W. Hofmann, A. Nadtochiy, A. Payusov, and D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 97, 151101 (2010).
[CrossRef]

Bondarenko, O.

M. P. Nezhad, A. Simic, O. Bondarenko, B. Slutsky, A. Mizrahi, L. Feng, V. Lomakin, and Y. Fainman, Nat. Photonics 4, 395 (2010).
[CrossRef]

Chang, S. W.

C. Y. Lu, S. W. Chang, S. L. Chuang, T. D. Germann, U. W. Pohl, and D. Bimberg, Semicond. Sci. Technol. 26, 014012(2011).
[CrossRef]

C. Y. Lu, S. W. Chang, S. L. Chuang, T. D. Germann, and D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 96, 251101 (2010).
[CrossRef]

S. W. Chang, T. R. Lin, and S. L. Chuang, Opt. Express 18, 15039 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

S. W. Chang and S. L. Chuang, IEEE J. Quantum Electron. 45, 1014 (2009).
[CrossRef]

S. W. Chang, C. Y. Lu, S. L. Chuang, T. D. Germann, U. W. Pohl, and D. Bimberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum. Electron., (to be published).

Cho, A. Y.

M. Hong, L. W. Tu, J. Gamelin, Y. H. Wang, R. J. Fisher, E. F. Schubert, K. Tai, G. Hasnain, J. P. Mannaerts, B. E. Weir, J. D. Wynn, R. F. Kopf, G. J. Zydzik, and A. Y. Cho, J. Cryst. Growth 111, 1052 (1991).
[CrossRef]

Chuang, S. L.

C. Y. Lu, S. W. Chang, S. L. Chuang, T. D. Germann, U. W. Pohl, and D. Bimberg, Semicond. Sci. Technol. 26, 014012(2011).
[CrossRef]

C. Y. Lu, S. W. Chang, S. L. Chuang, T. D. Germann, and D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 96, 251101 (2010).
[CrossRef]

S. W. Chang, T. R. Lin, and S. L. Chuang, Opt. Express 18, 15039 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

S. L. Chuang, Physics of Photonic Devices, 2nd ed. (Wiley, 2009).

S. W. Chang and S. L. Chuang, IEEE J. Quantum Electron. 45, 1014 (2009).
[CrossRef]

S. W. Chang, C. Y. Lu, S. L. Chuang, T. D. Germann, U. W. Pohl, and D. Bimberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum. Electron., (to be published).

de Vries, T.

M. T. Hill, Y. S. Oei, B. Smalbrugge, Y. Zhu, T. de Vries, P. J. van Veldhoven, F. W. M. van Otten, T. J. Eijkemans, J. P. Turkiewicz, H. de Waardt, E. J. Geluk, S. H. Kwon, Y. H. Lee, R. Nötzel, and M. K. Smit, Nat. Photonics 1, 589 (2007).
[CrossRef]

de Waardt, H.

M. T. Hill, Y. S. Oei, B. Smalbrugge, Y. Zhu, T. de Vries, P. J. van Veldhoven, F. W. M. van Otten, T. J. Eijkemans, J. P. Turkiewicz, H. de Waardt, E. J. Geluk, S. H. Kwon, Y. H. Lee, R. Nötzel, and M. K. Smit, Nat. Photonics 1, 589 (2007).
[CrossRef]

Deppe, D. G.

M. R. McDaniel, D. L. Huffaker, and D. G. Deppe, Electron. Lett. 33, 1704 (1997).
[CrossRef]

Eijkemans, T. J.

M. T. Hill, Y. S. Oei, B. Smalbrugge, Y. Zhu, T. de Vries, P. J. van Veldhoven, F. W. M. van Otten, T. J. Eijkemans, J. P. Turkiewicz, H. de Waardt, E. J. Geluk, S. H. Kwon, Y. H. Lee, R. Nötzel, and M. K. Smit, Nat. Photonics 1, 589 (2007).
[CrossRef]

Fainman, Y.

M. P. Nezhad, A. Simic, O. Bondarenko, B. Slutsky, A. Mizrahi, L. Feng, V. Lomakin, and Y. Fainman, Nat. Photonics 4, 395 (2010).
[CrossRef]

Feng, L.

M. P. Nezhad, A. Simic, O. Bondarenko, B. Slutsky, A. Mizrahi, L. Feng, V. Lomakin, and Y. Fainman, Nat. Photonics 4, 395 (2010).
[CrossRef]

Fisher, R. J.

M. Hong, L. W. Tu, J. Gamelin, Y. H. Wang, R. J. Fisher, E. F. Schubert, K. Tai, G. Hasnain, J. P. Mannaerts, B. E. Weir, J. D. Wynn, R. F. Kopf, G. J. Zydzik, and A. Y. Cho, J. Cryst. Growth 111, 1052 (1991).
[CrossRef]

Gamelin, J.

M. Hong, L. W. Tu, J. Gamelin, Y. H. Wang, R. J. Fisher, E. F. Schubert, K. Tai, G. Hasnain, J. P. Mannaerts, B. E. Weir, J. D. Wynn, R. F. Kopf, G. J. Zydzik, and A. Y. Cho, J. Cryst. Growth 111, 1052 (1991).
[CrossRef]

Geluk, E. J.

M. T. Hill, M. Marell, E. S. P. Leong, B. Smalbrugge, Y. Zhu, M. Sun, P. J. van Veldhoven, E. J. Geluk, F. Karouta, Y. Oei, R. Nötzel, C. Z. Ning, and M. K. Smit, Opt. Express 17, 11107 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

M. T. Hill, Y. S. Oei, B. Smalbrugge, Y. Zhu, T. de Vries, P. J. van Veldhoven, F. W. M. van Otten, T. J. Eijkemans, J. P. Turkiewicz, H. de Waardt, E. J. Geluk, S. H. Kwon, Y. H. Lee, R. Nötzel, and M. K. Smit, Nat. Photonics 1, 589 (2007).
[CrossRef]

Germann, T. D.

C. Y. Lu, S. W. Chang, S. L. Chuang, T. D. Germann, U. W. Pohl, and D. Bimberg, Semicond. Sci. Technol. 26, 014012(2011).
[CrossRef]

C. Y. Lu, S. W. Chang, S. L. Chuang, T. D. Germann, and D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 96, 251101 (2010).
[CrossRef]

S. W. Chang, C. Y. Lu, S. L. Chuang, T. D. Germann, U. W. Pohl, and D. Bimberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum. Electron., (to be published).

Hasnain, G.

M. Hong, L. W. Tu, J. Gamelin, Y. H. Wang, R. J. Fisher, E. F. Schubert, K. Tai, G. Hasnain, J. P. Mannaerts, B. E. Weir, J. D. Wynn, R. F. Kopf, G. J. Zydzik, and A. Y. Cho, J. Cryst. Growth 111, 1052 (1991).
[CrossRef]

Hill, M. T.

M. T. Hill, M. Marell, E. S. P. Leong, B. Smalbrugge, Y. Zhu, M. Sun, P. J. van Veldhoven, E. J. Geluk, F. Karouta, Y. Oei, R. Nötzel, C. Z. Ning, and M. K. Smit, Opt. Express 17, 11107 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

M. T. Hill, Y. S. Oei, B. Smalbrugge, Y. Zhu, T. de Vries, P. J. van Veldhoven, F. W. M. van Otten, T. J. Eijkemans, J. P. Turkiewicz, H. de Waardt, E. J. Geluk, S. H. Kwon, Y. H. Lee, R. Nötzel, and M. K. Smit, Nat. Photonics 1, 589 (2007).
[CrossRef]

Hofmann, W.

A. Mutig, J. A. Lott, S. A. Blokhin, P. Wolf, P. Moser, W. Hofmann, A. Nadtochiy, A. Payusov, and D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 97, 151101 (2010).
[CrossRef]

Hong, M.

M. Hong, L. W. Tu, J. Gamelin, Y. H. Wang, R. J. Fisher, E. F. Schubert, K. Tai, G. Hasnain, J. P. Mannaerts, B. E. Weir, J. D. Wynn, R. F. Kopf, G. J. Zydzik, and A. Y. Cho, J. Cryst. Growth 111, 1052 (1991).
[CrossRef]

Huffaker, D. L.

M. R. McDaniel, D. L. Huffaker, and D. G. Deppe, Electron. Lett. 33, 1704 (1997).
[CrossRef]

Karouta, F.

Kopf, R. F.

M. Hong, L. W. Tu, J. Gamelin, Y. H. Wang, R. J. Fisher, E. F. Schubert, K. Tai, G. Hasnain, J. P. Mannaerts, B. E. Weir, J. D. Wynn, R. F. Kopf, G. J. Zydzik, and A. Y. Cho, J. Cryst. Growth 111, 1052 (1991).
[CrossRef]

Kwon, S. H.

M. T. Hill, Y. S. Oei, B. Smalbrugge, Y. Zhu, T. de Vries, P. J. van Veldhoven, F. W. M. van Otten, T. J. Eijkemans, J. P. Turkiewicz, H. de Waardt, E. J. Geluk, S. H. Kwon, Y. H. Lee, R. Nötzel, and M. K. Smit, Nat. Photonics 1, 589 (2007).
[CrossRef]

Lee, Y. H.

M. T. Hill, Y. S. Oei, B. Smalbrugge, Y. Zhu, T. de Vries, P. J. van Veldhoven, F. W. M. van Otten, T. J. Eijkemans, J. P. Turkiewicz, H. de Waardt, E. J. Geluk, S. H. Kwon, Y. H. Lee, R. Nötzel, and M. K. Smit, Nat. Photonics 1, 589 (2007).
[CrossRef]

Leong, E. S. P.

Lin, T. R.

Lomakin, V.

M. P. Nezhad, A. Simic, O. Bondarenko, B. Slutsky, A. Mizrahi, L. Feng, V. Lomakin, and Y. Fainman, Nat. Photonics 4, 395 (2010).
[CrossRef]

Lott, J. A.

A. Mutig, J. A. Lott, S. A. Blokhin, P. Wolf, P. Moser, W. Hofmann, A. Nadtochiy, A. Payusov, and D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 97, 151101 (2010).
[CrossRef]

Lu, C. Y.

C. Y. Lu, S. W. Chang, S. L. Chuang, T. D. Germann, U. W. Pohl, and D. Bimberg, Semicond. Sci. Technol. 26, 014012(2011).
[CrossRef]

C. Y. Lu, S. W. Chang, S. L. Chuang, T. D. Germann, and D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 96, 251101 (2010).
[CrossRef]

S. W. Chang, C. Y. Lu, S. L. Chuang, T. D. Germann, U. W. Pohl, and D. Bimberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum. Electron., (to be published).

Mannaerts, J. P.

M. Hong, L. W. Tu, J. Gamelin, Y. H. Wang, R. J. Fisher, E. F. Schubert, K. Tai, G. Hasnain, J. P. Mannaerts, B. E. Weir, J. D. Wynn, R. F. Kopf, G. J. Zydzik, and A. Y. Cho, J. Cryst. Growth 111, 1052 (1991).
[CrossRef]

Manolatou, C.

C. Manolatou and F. Rana, IEEE J. Quantum Electron. 44, 435 (2008).
[CrossRef]

Marell, M.

McDaniel, M. R.

M. R. McDaniel, D. L. Huffaker, and D. G. Deppe, Electron. Lett. 33, 1704 (1997).
[CrossRef]

Miller, D. A. B.

D. A. B. Miller, Proc. IEEE 97, 1166 (2009).
[CrossRef]

Mizrahi, A.

M. P. Nezhad, A. Simic, O. Bondarenko, B. Slutsky, A. Mizrahi, L. Feng, V. Lomakin, and Y. Fainman, Nat. Photonics 4, 395 (2010).
[CrossRef]

Moser, P.

A. Mutig, J. A. Lott, S. A. Blokhin, P. Wolf, P. Moser, W. Hofmann, A. Nadtochiy, A. Payusov, and D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 97, 151101 (2010).
[CrossRef]

Mutig, A.

A. Mutig, J. A. Lott, S. A. Blokhin, P. Wolf, P. Moser, W. Hofmann, A. Nadtochiy, A. Payusov, and D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 97, 151101 (2010).
[CrossRef]

Nadtochiy, A.

A. Mutig, J. A. Lott, S. A. Blokhin, P. Wolf, P. Moser, W. Hofmann, A. Nadtochiy, A. Payusov, and D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 97, 151101 (2010).
[CrossRef]

Nezhad, M. P.

M. P. Nezhad, A. Simic, O. Bondarenko, B. Slutsky, A. Mizrahi, L. Feng, V. Lomakin, and Y. Fainman, Nat. Photonics 4, 395 (2010).
[CrossRef]

Ning, C. Z.

Nötzel, R.

M. T. Hill, M. Marell, E. S. P. Leong, B. Smalbrugge, Y. Zhu, M. Sun, P. J. van Veldhoven, E. J. Geluk, F. Karouta, Y. Oei, R. Nötzel, C. Z. Ning, and M. K. Smit, Opt. Express 17, 11107 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

M. T. Hill, Y. S. Oei, B. Smalbrugge, Y. Zhu, T. de Vries, P. J. van Veldhoven, F. W. M. van Otten, T. J. Eijkemans, J. P. Turkiewicz, H. de Waardt, E. J. Geluk, S. H. Kwon, Y. H. Lee, R. Nötzel, and M. K. Smit, Nat. Photonics 1, 589 (2007).
[CrossRef]

Oei, Y.

Oei, Y. S.

M. T. Hill, Y. S. Oei, B. Smalbrugge, Y. Zhu, T. de Vries, P. J. van Veldhoven, F. W. M. van Otten, T. J. Eijkemans, J. P. Turkiewicz, H. de Waardt, E. J. Geluk, S. H. Kwon, Y. H. Lee, R. Nötzel, and M. K. Smit, Nat. Photonics 1, 589 (2007).
[CrossRef]

Payusov, A.

A. Mutig, J. A. Lott, S. A. Blokhin, P. Wolf, P. Moser, W. Hofmann, A. Nadtochiy, A. Payusov, and D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 97, 151101 (2010).
[CrossRef]

Pohl, U. W.

C. Y. Lu, S. W. Chang, S. L. Chuang, T. D. Germann, U. W. Pohl, and D. Bimberg, Semicond. Sci. Technol. 26, 014012(2011).
[CrossRef]

S. W. Chang, C. Y. Lu, S. L. Chuang, T. D. Germann, U. W. Pohl, and D. Bimberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum. Electron., (to be published).

Rana, F.

C. Manolatou and F. Rana, IEEE J. Quantum Electron. 44, 435 (2008).
[CrossRef]

Schubert, E. F.

M. Hong, L. W. Tu, J. Gamelin, Y. H. Wang, R. J. Fisher, E. F. Schubert, K. Tai, G. Hasnain, J. P. Mannaerts, B. E. Weir, J. D. Wynn, R. F. Kopf, G. J. Zydzik, and A. Y. Cho, J. Cryst. Growth 111, 1052 (1991).
[CrossRef]

Simic, A.

M. P. Nezhad, A. Simic, O. Bondarenko, B. Slutsky, A. Mizrahi, L. Feng, V. Lomakin, and Y. Fainman, Nat. Photonics 4, 395 (2010).
[CrossRef]

Slutsky, B.

M. P. Nezhad, A. Simic, O. Bondarenko, B. Slutsky, A. Mizrahi, L. Feng, V. Lomakin, and Y. Fainman, Nat. Photonics 4, 395 (2010).
[CrossRef]

Smalbrugge, B.

M. T. Hill, M. Marell, E. S. P. Leong, B. Smalbrugge, Y. Zhu, M. Sun, P. J. van Veldhoven, E. J. Geluk, F. Karouta, Y. Oei, R. Nötzel, C. Z. Ning, and M. K. Smit, Opt. Express 17, 11107 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

M. T. Hill, Y. S. Oei, B. Smalbrugge, Y. Zhu, T. de Vries, P. J. van Veldhoven, F. W. M. van Otten, T. J. Eijkemans, J. P. Turkiewicz, H. de Waardt, E. J. Geluk, S. H. Kwon, Y. H. Lee, R. Nötzel, and M. K. Smit, Nat. Photonics 1, 589 (2007).
[CrossRef]

Smit, M. K.

M. T. Hill, M. Marell, E. S. P. Leong, B. Smalbrugge, Y. Zhu, M. Sun, P. J. van Veldhoven, E. J. Geluk, F. Karouta, Y. Oei, R. Nötzel, C. Z. Ning, and M. K. Smit, Opt. Express 17, 11107 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

M. T. Hill, Y. S. Oei, B. Smalbrugge, Y. Zhu, T. de Vries, P. J. van Veldhoven, F. W. M. van Otten, T. J. Eijkemans, J. P. Turkiewicz, H. de Waardt, E. J. Geluk, S. H. Kwon, Y. H. Lee, R. Nötzel, and M. K. Smit, Nat. Photonics 1, 589 (2007).
[CrossRef]

Sun, M.

Tai, K.

M. Hong, L. W. Tu, J. Gamelin, Y. H. Wang, R. J. Fisher, E. F. Schubert, K. Tai, G. Hasnain, J. P. Mannaerts, B. E. Weir, J. D. Wynn, R. F. Kopf, G. J. Zydzik, and A. Y. Cho, J. Cryst. Growth 111, 1052 (1991).
[CrossRef]

Tu, L. W.

M. Hong, L. W. Tu, J. Gamelin, Y. H. Wang, R. J. Fisher, E. F. Schubert, K. Tai, G. Hasnain, J. P. Mannaerts, B. E. Weir, J. D. Wynn, R. F. Kopf, G. J. Zydzik, and A. Y. Cho, J. Cryst. Growth 111, 1052 (1991).
[CrossRef]

Turkiewicz, J. P.

M. T. Hill, Y. S. Oei, B. Smalbrugge, Y. Zhu, T. de Vries, P. J. van Veldhoven, F. W. M. van Otten, T. J. Eijkemans, J. P. Turkiewicz, H. de Waardt, E. J. Geluk, S. H. Kwon, Y. H. Lee, R. Nötzel, and M. K. Smit, Nat. Photonics 1, 589 (2007).
[CrossRef]

van Otten, F. W. M.

M. T. Hill, Y. S. Oei, B. Smalbrugge, Y. Zhu, T. de Vries, P. J. van Veldhoven, F. W. M. van Otten, T. J. Eijkemans, J. P. Turkiewicz, H. de Waardt, E. J. Geluk, S. H. Kwon, Y. H. Lee, R. Nötzel, and M. K. Smit, Nat. Photonics 1, 589 (2007).
[CrossRef]

van Veldhoven, P. J.

M. T. Hill, M. Marell, E. S. P. Leong, B. Smalbrugge, Y. Zhu, M. Sun, P. J. van Veldhoven, E. J. Geluk, F. Karouta, Y. Oei, R. Nötzel, C. Z. Ning, and M. K. Smit, Opt. Express 17, 11107 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

M. T. Hill, Y. S. Oei, B. Smalbrugge, Y. Zhu, T. de Vries, P. J. van Veldhoven, F. W. M. van Otten, T. J. Eijkemans, J. P. Turkiewicz, H. de Waardt, E. J. Geluk, S. H. Kwon, Y. H. Lee, R. Nötzel, and M. K. Smit, Nat. Photonics 1, 589 (2007).
[CrossRef]

Wang, Y. H.

M. Hong, L. W. Tu, J. Gamelin, Y. H. Wang, R. J. Fisher, E. F. Schubert, K. Tai, G. Hasnain, J. P. Mannaerts, B. E. Weir, J. D. Wynn, R. F. Kopf, G. J. Zydzik, and A. Y. Cho, J. Cryst. Growth 111, 1052 (1991).
[CrossRef]

Weir, B. E.

M. Hong, L. W. Tu, J. Gamelin, Y. H. Wang, R. J. Fisher, E. F. Schubert, K. Tai, G. Hasnain, J. P. Mannaerts, B. E. Weir, J. D. Wynn, R. F. Kopf, G. J. Zydzik, and A. Y. Cho, J. Cryst. Growth 111, 1052 (1991).
[CrossRef]

Wolf, P.

A. Mutig, J. A. Lott, S. A. Blokhin, P. Wolf, P. Moser, W. Hofmann, A. Nadtochiy, A. Payusov, and D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 97, 151101 (2010).
[CrossRef]

Wynn, J. D.

M. Hong, L. W. Tu, J. Gamelin, Y. H. Wang, R. J. Fisher, E. F. Schubert, K. Tai, G. Hasnain, J. P. Mannaerts, B. E. Weir, J. D. Wynn, R. F. Kopf, G. J. Zydzik, and A. Y. Cho, J. Cryst. Growth 111, 1052 (1991).
[CrossRef]

Zhu, Y.

M. T. Hill, M. Marell, E. S. P. Leong, B. Smalbrugge, Y. Zhu, M. Sun, P. J. van Veldhoven, E. J. Geluk, F. Karouta, Y. Oei, R. Nötzel, C. Z. Ning, and M. K. Smit, Opt. Express 17, 11107 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

M. T. Hill, Y. S. Oei, B. Smalbrugge, Y. Zhu, T. de Vries, P. J. van Veldhoven, F. W. M. van Otten, T. J. Eijkemans, J. P. Turkiewicz, H. de Waardt, E. J. Geluk, S. H. Kwon, Y. H. Lee, R. Nötzel, and M. K. Smit, Nat. Photonics 1, 589 (2007).
[CrossRef]

Zydzik, G. J.

M. Hong, L. W. Tu, J. Gamelin, Y. H. Wang, R. J. Fisher, E. F. Schubert, K. Tai, G. Hasnain, J. P. Mannaerts, B. E. Weir, J. D. Wynn, R. F. Kopf, G. J. Zydzik, and A. Y. Cho, J. Cryst. Growth 111, 1052 (1991).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (2)

C. Y. Lu, S. W. Chang, S. L. Chuang, T. D. Germann, and D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 96, 251101 (2010).
[CrossRef]

A. Mutig, J. A. Lott, S. A. Blokhin, P. Wolf, P. Moser, W. Hofmann, A. Nadtochiy, A. Payusov, and D. Bimberg, Appl. Phys. Lett. 97, 151101 (2010).
[CrossRef]

Electron. Lett. (1)

M. R. McDaniel, D. L. Huffaker, and D. G. Deppe, Electron. Lett. 33, 1704 (1997).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (2)

S. W. Chang and S. L. Chuang, IEEE J. Quantum Electron. 45, 1014 (2009).
[CrossRef]

C. Manolatou and F. Rana, IEEE J. Quantum Electron. 44, 435 (2008).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

S. Adachi, J. Appl. Phys. 58, R1 (1985).
[CrossRef]

J. Cryst. Growth (1)

M. Hong, L. W. Tu, J. Gamelin, Y. H. Wang, R. J. Fisher, E. F. Schubert, K. Tai, G. Hasnain, J. P. Mannaerts, B. E. Weir, J. D. Wynn, R. F. Kopf, G. J. Zydzik, and A. Y. Cho, J. Cryst. Growth 111, 1052 (1991).
[CrossRef]

Nat. Photonics (2)

M. P. Nezhad, A. Simic, O. Bondarenko, B. Slutsky, A. Mizrahi, L. Feng, V. Lomakin, and Y. Fainman, Nat. Photonics 4, 395 (2010).
[CrossRef]

M. T. Hill, Y. S. Oei, B. Smalbrugge, Y. Zhu, T. de Vries, P. J. van Veldhoven, F. W. M. van Otten, T. J. Eijkemans, J. P. Turkiewicz, H. de Waardt, E. J. Geluk, S. H. Kwon, Y. H. Lee, R. Nötzel, and M. K. Smit, Nat. Photonics 1, 589 (2007).
[CrossRef]

Opt. Express (2)

Proc. IEEE (1)

D. A. B. Miller, Proc. IEEE 97, 1166 (2009).
[CrossRef]

Semicond. Sci. Technol. (1)

C. Y. Lu, S. W. Chang, S. L. Chuang, T. D. Germann, U. W. Pohl, and D. Bimberg, Semicond. Sci. Technol. 26, 014012(2011).
[CrossRef]

Other (3)

S. W. Chang, C. Y. Lu, S. L. Chuang, T. D. Germann, U. W. Pohl, and D. Bimberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum. Electron., (to be published).

E.D.Palik, ed., Handbook of Optical Constants of Solids (Academic, 1985).

S. L. Chuang, Physics of Photonic Devices, 2nd ed. (Wiley, 2009).

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) Reflectivities of a hybrid mirror, which consists of a silver (Ag) region and an Al 0.15 Ga 0.85 As / Al 0.90 Ga 0.10 As DBR with different number of pairs (left axis), and its counterpart without silver (right axis). A large increase in reflectivity (or reduction in the required number of DBR pairs) is observed due to the high reflectivity of metal. (b) Reflection spectra of a hybrid mirror with 23-DBR pairs coated by silver (red) and a 52-DBR-pair mirror without coating (blue) with R 99.97 % . The high-reflection window for the hybrid mirror is 25% wider than that of a DBR-only mirror.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Schematic of our device, which is flip-chip bonded to a silicon substrate. The bottom mirror consists of a 23-pair DBR and a thick silver layer. The optical cavity is formed between the bottom hybrid DBR and the top DBR. The cavity has a radius of 1.0 μm and a height of 4.0 μm . (b) Energy confinement factor ( Γ E ) and cavity quality factor (Q) as a function of the number of DBR pairs. The insertion of DBR elongates the optical field extension and thus gradually reduces the energy confinement factor. (c) Electric field distribution ( | E | 2 ) inside the cavity and DBR substrate.

Fig. 3
Fig. 3

Near-field and far-field patterns (dominant transverse electric field) of our designed structure with a 23-pair DBR simulated by the FDTD method. Because of its circular geometry and design of the HE 11 mode, the field pattern shows no node in the hemispherical space.

Fig. 4
Fig. 4

(a) Light output power versus the injection current (L-I curve, solid), and differential efficiency (dash-dotted) of the fabricated device; (inset) scanning electron micrograph of a 2.0 μm diameter device before metallization. (b) The corresponding current-dependent spectra. A broad spontaneous emission spectrum is observed due to the transmission window of DBR. The lasing peak at 995 nm appears when the injection current exceeds the threshold; (inset) camera image of the device under operation.

Equations (2)

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

ϕ hybrid ( λ ) + 2 k 0 n QW ( λ ) d QW + ϕ n - DBR ( λ ) = 2 m π ,
g th = ω Γ E v g Q ,

Metrics