Abstract

We have demonstrated higher-order optical resonance node detection by using an integrated disk microresonator from through port of the coupling bus waveguide. In addition to the fundamental mode, the disk resonator has higher-order whispering gallery modes. The excited second-order higher-order mode has a node at the position where the electromagnetic energy of the fundamental mode is close to a maximum. This high resolution mea surement of optical resonance mode profile has a variety of applications for optical sensing and detection. The self-referencing characteristics of the two optical resonance modes have potential to achieve optical detection independent of external perturbation, such as temperature change.

© 2011 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. A. Mazzei, S. Götzinger, L. de S. Menezes, G. Zumofen, O. Benson, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 99, 173603(2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. M. L. Gorodetsky, A. D. Pryamikov, and V. S. Ilchenko, J. Opt. Soc. Am. B 17, 1051 (2000).
    [CrossRef]
  3. B. E. Little, J. Laine, and S. T. Chu, Opt. Lett. 22, 4 (1997).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. B. E. Little, S. T. Chu, and H. A. Haus, Opt. Lett. 23, 1570(1998).
    [CrossRef]
  5. E. Krioukov, D. J. W. Klunder, A. Driessen, J. Greve, and C. Otto, Opt. Lett. 27, 512 (2002).
    [CrossRef]
  6. A. Ksendzov, M. L. Homer, and A. M. Manfreda, Electron. Lett. 40, 63 (2004).
    [CrossRef]
  7. A. M. Armani, R. P. Kulkarni, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. J. Vahala, Science 317, 783 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. A. Yalcin, K. C. Popat, J. C. Aldridge, T. A. Desai, J. Hryniewicz, N. Chbouki, B. E. Little, O. King, V. Van, S. Chu, D. Gill, M. Anthes-Washburn, M. S. Unlu, and B. B. Goldberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 148(2006).
    [CrossRef]
  9. S. Blair and Y. Chen, Appl. Opt. 40, 570 (2001).
    [CrossRef]
  10. J. C. Knight, G. Cheung, F. Jacques, and T. A. Birks, Opt. Lett. 22, 1129 (1997).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. S. Wang, K. Broderick, H. Smith, and Y. Yi, Appl. Phys. Lett. 97, 051102 (2010).
    [CrossRef]
  12. Handbook of Optical Constants of Solids, E.Palik, ed. (Academic, New York, 1985).

2010 (1)

S. Wang, K. Broderick, H. Smith, and Y. Yi, Appl. Phys. Lett. 97, 051102 (2010).
[CrossRef]

2007 (2)

A. Mazzei, S. Götzinger, L. de S. Menezes, G. Zumofen, O. Benson, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 99, 173603(2007).
[CrossRef] [PubMed]

A. M. Armani, R. P. Kulkarni, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. J. Vahala, Science 317, 783 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

2006 (1)

A. Yalcin, K. C. Popat, J. C. Aldridge, T. A. Desai, J. Hryniewicz, N. Chbouki, B. E. Little, O. King, V. Van, S. Chu, D. Gill, M. Anthes-Washburn, M. S. Unlu, and B. B. Goldberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 148(2006).
[CrossRef]

2004 (1)

A. Ksendzov, M. L. Homer, and A. M. Manfreda, Electron. Lett. 40, 63 (2004).
[CrossRef]

2002 (1)

2001 (1)

2000 (1)

1998 (1)

1997 (2)

1985 (1)

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

Aldridge, J. C.

A. Yalcin, K. C. Popat, J. C. Aldridge, T. A. Desai, J. Hryniewicz, N. Chbouki, B. E. Little, O. King, V. Van, S. Chu, D. Gill, M. Anthes-Washburn, M. S. Unlu, and B. B. Goldberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 148(2006).
[CrossRef]

Anthes-Washburn, M.

A. Yalcin, K. C. Popat, J. C. Aldridge, T. A. Desai, J. Hryniewicz, N. Chbouki, B. E. Little, O. King, V. Van, S. Chu, D. Gill, M. Anthes-Washburn, M. S. Unlu, and B. B. Goldberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 148(2006).
[CrossRef]

Armani, A. M.

A. M. Armani, R. P. Kulkarni, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. J. Vahala, Science 317, 783 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Benson, O.

A. Mazzei, S. Götzinger, L. de S. Menezes, G. Zumofen, O. Benson, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 99, 173603(2007).
[CrossRef] [PubMed]

Birks, T. A.

Blair, S.

Broderick, K.

S. Wang, K. Broderick, H. Smith, and Y. Yi, Appl. Phys. Lett. 97, 051102 (2010).
[CrossRef]

Chbouki, N.

A. Yalcin, K. C. Popat, J. C. Aldridge, T. A. Desai, J. Hryniewicz, N. Chbouki, B. E. Little, O. King, V. Van, S. Chu, D. Gill, M. Anthes-Washburn, M. S. Unlu, and B. B. Goldberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 148(2006).
[CrossRef]

Chen, Y.

Cheung, G.

Chu, S.

A. Yalcin, K. C. Popat, J. C. Aldridge, T. A. Desai, J. Hryniewicz, N. Chbouki, B. E. Little, O. King, V. Van, S. Chu, D. Gill, M. Anthes-Washburn, M. S. Unlu, and B. B. Goldberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 148(2006).
[CrossRef]

Chu, S. T.

de S. Menezes, L.

A. Mazzei, S. Götzinger, L. de S. Menezes, G. Zumofen, O. Benson, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 99, 173603(2007).
[CrossRef] [PubMed]

Desai, T. A.

A. Yalcin, K. C. Popat, J. C. Aldridge, T. A. Desai, J. Hryniewicz, N. Chbouki, B. E. Little, O. King, V. Van, S. Chu, D. Gill, M. Anthes-Washburn, M. S. Unlu, and B. B. Goldberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 148(2006).
[CrossRef]

Driessen, A.

Flagan, R. C.

A. M. Armani, R. P. Kulkarni, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. J. Vahala, Science 317, 783 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Fraser, S. E.

A. M. Armani, R. P. Kulkarni, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. J. Vahala, Science 317, 783 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Gill, D.

A. Yalcin, K. C. Popat, J. C. Aldridge, T. A. Desai, J. Hryniewicz, N. Chbouki, B. E. Little, O. King, V. Van, S. Chu, D. Gill, M. Anthes-Washburn, M. S. Unlu, and B. B. Goldberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 148(2006).
[CrossRef]

Goldberg, B. B.

A. Yalcin, K. C. Popat, J. C. Aldridge, T. A. Desai, J. Hryniewicz, N. Chbouki, B. E. Little, O. King, V. Van, S. Chu, D. Gill, M. Anthes-Washburn, M. S. Unlu, and B. B. Goldberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 148(2006).
[CrossRef]

Gorodetsky, M. L.

Götzinger, S.

A. Mazzei, S. Götzinger, L. de S. Menezes, G. Zumofen, O. Benson, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 99, 173603(2007).
[CrossRef] [PubMed]

Greve, J.

Haus, H. A.

Homer, M. L.

A. Ksendzov, M. L. Homer, and A. M. Manfreda, Electron. Lett. 40, 63 (2004).
[CrossRef]

Hryniewicz, J.

A. Yalcin, K. C. Popat, J. C. Aldridge, T. A. Desai, J. Hryniewicz, N. Chbouki, B. E. Little, O. King, V. Van, S. Chu, D. Gill, M. Anthes-Washburn, M. S. Unlu, and B. B. Goldberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 148(2006).
[CrossRef]

Ilchenko, V. S.

Jacques, F.

King, O.

A. Yalcin, K. C. Popat, J. C. Aldridge, T. A. Desai, J. Hryniewicz, N. Chbouki, B. E. Little, O. King, V. Van, S. Chu, D. Gill, M. Anthes-Washburn, M. S. Unlu, and B. B. Goldberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 148(2006).
[CrossRef]

Klunder, D. J. W.

Knight, J. C.

Krioukov, E.

Ksendzov, A.

A. Ksendzov, M. L. Homer, and A. M. Manfreda, Electron. Lett. 40, 63 (2004).
[CrossRef]

Kulkarni, R. P.

A. M. Armani, R. P. Kulkarni, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. J. Vahala, Science 317, 783 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Laine, J.

Little, B. E.

A. Yalcin, K. C. Popat, J. C. Aldridge, T. A. Desai, J. Hryniewicz, N. Chbouki, B. E. Little, O. King, V. Van, S. Chu, D. Gill, M. Anthes-Washburn, M. S. Unlu, and B. B. Goldberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 148(2006).
[CrossRef]

B. E. Little, S. T. Chu, and H. A. Haus, Opt. Lett. 23, 1570(1998).
[CrossRef]

B. E. Little, J. Laine, and S. T. Chu, Opt. Lett. 22, 4 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

Manfreda, A. M.

A. Ksendzov, M. L. Homer, and A. M. Manfreda, Electron. Lett. 40, 63 (2004).
[CrossRef]

Mazzei, A.

A. Mazzei, S. Götzinger, L. de S. Menezes, G. Zumofen, O. Benson, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 99, 173603(2007).
[CrossRef] [PubMed]

Otto, C.

Popat, K. C.

A. Yalcin, K. C. Popat, J. C. Aldridge, T. A. Desai, J. Hryniewicz, N. Chbouki, B. E. Little, O. King, V. Van, S. Chu, D. Gill, M. Anthes-Washburn, M. S. Unlu, and B. B. Goldberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 148(2006).
[CrossRef]

Pryamikov, A. D.

Sandoghdar, V.

A. Mazzei, S. Götzinger, L. de S. Menezes, G. Zumofen, O. Benson, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 99, 173603(2007).
[CrossRef] [PubMed]

Smith, H.

S. Wang, K. Broderick, H. Smith, and Y. Yi, Appl. Phys. Lett. 97, 051102 (2010).
[CrossRef]

Unlu, M. S.

A. Yalcin, K. C. Popat, J. C. Aldridge, T. A. Desai, J. Hryniewicz, N. Chbouki, B. E. Little, O. King, V. Van, S. Chu, D. Gill, M. Anthes-Washburn, M. S. Unlu, and B. B. Goldberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 148(2006).
[CrossRef]

Vahala, K. J.

A. M. Armani, R. P. Kulkarni, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. J. Vahala, Science 317, 783 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Van, V.

A. Yalcin, K. C. Popat, J. C. Aldridge, T. A. Desai, J. Hryniewicz, N. Chbouki, B. E. Little, O. King, V. Van, S. Chu, D. Gill, M. Anthes-Washburn, M. S. Unlu, and B. B. Goldberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 148(2006).
[CrossRef]

Wang, S.

S. Wang, K. Broderick, H. Smith, and Y. Yi, Appl. Phys. Lett. 97, 051102 (2010).
[CrossRef]

Yalcin, A.

A. Yalcin, K. C. Popat, J. C. Aldridge, T. A. Desai, J. Hryniewicz, N. Chbouki, B. E. Little, O. King, V. Van, S. Chu, D. Gill, M. Anthes-Washburn, M. S. Unlu, and B. B. Goldberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 148(2006).
[CrossRef]

Yi, Y.

S. Wang, K. Broderick, H. Smith, and Y. Yi, Appl. Phys. Lett. 97, 051102 (2010).
[CrossRef]

Zumofen, G.

A. Mazzei, S. Götzinger, L. de S. Menezes, G. Zumofen, O. Benson, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 99, 173603(2007).
[CrossRef] [PubMed]

Appl. Opt. (1)

Appl. Phys. Lett. (1)

S. Wang, K. Broderick, H. Smith, and Y. Yi, Appl. Phys. Lett. 97, 051102 (2010).
[CrossRef]

Electron. Lett. (1)

A. Ksendzov, M. L. Homer, and A. M. Manfreda, Electron. Lett. 40, 63 (2004).
[CrossRef]

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

A. Yalcin, K. C. Popat, J. C. Aldridge, T. A. Desai, J. Hryniewicz, N. Chbouki, B. E. Little, O. King, V. Van, S. Chu, D. Gill, M. Anthes-Washburn, M. S. Unlu, and B. B. Goldberg, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 12, 148(2006).
[CrossRef]

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

Opt. Lett. (4)

Phys. Rev. Lett. (1)

A. Mazzei, S. Götzinger, L. de S. Menezes, G. Zumofen, O. Benson, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 99, 173603(2007).
[CrossRef] [PubMed]

Science (1)

A. M. Armani, R. P. Kulkarni, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. J. Vahala, Science 317, 783 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Other (1)

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

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

Integrated disk microresonator coupled with two bus waveguides.

Fig. 2
Fig. 2

Higher-order optical resonance node detection. (a) Fundamental mode at 1549.6 nm , second-order mode at 1569 nm , solid curve—without a gold AFM tip, dashed curve—when the tip is close to the nodal position of the second-order mode. (b) Resonance wavelength shift for the two modes when the AFM tip is moved around the nodal position along the radius direction.

Fig. 3
Fig. 3

Mode profile (electromagnetic field intensity) of the fundamental optical resonance mode. (a) Second-order optical resonance mode, (b) excited by the coupling bus waveguide.

Metrics