Abstract

We report the lasing performance and photobleaching of gain material containing a water solution of Rhodamine 6G dye and gold nanoparticles (NPs). In comparison to a pure dye solution, the investigated material demonstrated both enhancement and quenching of the lasing output, depending on the relative concentration of the gold NPs. Although the presence of NPs with an optimized concentration looks preferable in terms of the lasing output enhancement, such additives deteriorate the operational resource of the gain material; i.e., the photobleaching rate speeds up.

© 2012 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. F. J. Duarte and L. W. Hillman, eds., Dye Laser Principles (Academic, 1990).
  2. F. Duarte, Opt. Photon. News 14, 20 (2003).
    [CrossRef]
  3. M. M. Lee, Thomas. D. O’Sullivan, A. Cerruto, V. Liu, J. Zhang, O. Levi, H. Lee, S. R. J. Brueck, S. Fan, and J. S. Harris, Proc. SPIE 8034, 803406 (2011).
    [CrossRef]
  4. A. Costela, I. Garsia-Moreno, J. Barroso, and R. Sastre, J. Appl. Phys. 83, 650 (1998).
    [CrossRef]
  5. F. Duarte and R. O. James, Opt. Lett. 28, 2088 (2003).
    [CrossRef]
  6. A. Costela, I. Garsia-Moreno, D. del Agua, O. Garsia, and R. Sastre, J. Appl. Phys. 101, 073110 (2007).
    [CrossRef]
  7. C. Vannahme, M. B. Christiansen, T. Mappes, and A. Kristensen, Opt. Express 18, 9280 (2010).
    [CrossRef]
  8. M. B. Christiansen, T. Buss, C. L. C. Smith, S. R. Petersen, M. M. Jørgensen, and A. Kristensen, J. Micromech. Microeng. 20, 115025 (2010).
    [CrossRef]
  9. S. Popov, S. Ricciardi, A. T. Friberg, and S. Sergeyev, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07023 (2007).
    [CrossRef]
  10. A. Costela, I. Garcia-Moreno, D. del Agua, O. Garcia, and R. Sastre, Appl. Phys. Lett. 85, 2160 (2004).
    [CrossRef]
  11. A. Costela, I. Garcia-Moreno, O. Garcia, D. del Agua, and R. Sastre, Appl. Phys. B 80, 749 (2005).
    [CrossRef]
  12. E. Enciso, A. Costela, I. Garcia-Moreno, V. Martin, and R. Sastre, Langmuir 26, 6154 (2010).
    [CrossRef]
  13. X. Meng, K. Fujita, S. Murai, T. Matoba, and K. Tanaka, Nano Lett. 11, 1374 (2011).
    [CrossRef]
  14. L. Dong, F. Ye, J. Hu, S. Popov, A. T. Friberg, and M. Muhammed, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 6, 11019 (2011).
    [CrossRef]
  15. S. Link and M. A. El-Sayed, Int. Rev. Phys. Chem. 19, 409 (2000).
    [CrossRef]
  16. J. Zhu, K. Zhu, and L. Huang, Phys. Lett. A 372, 3283 (2008).
    [CrossRef]
  17. T. H. Nhung, M. Canva, T. T. A. Dao, F. Chaput, A. Brun, N. D. Hung, and J. Boilot, Appl. Opt. 42, 2213 (2003).
    [CrossRef]
  18. A. J. Welch and M. J. C. van Gemert, Optical-Thermal Response of Laser-Irradiated Tissue (Springer, 1995).

2011

M. M. Lee, Thomas. D. O’Sullivan, A. Cerruto, V. Liu, J. Zhang, O. Levi, H. Lee, S. R. J. Brueck, S. Fan, and J. S. Harris, Proc. SPIE 8034, 803406 (2011).
[CrossRef]

X. Meng, K. Fujita, S. Murai, T. Matoba, and K. Tanaka, Nano Lett. 11, 1374 (2011).
[CrossRef]

L. Dong, F. Ye, J. Hu, S. Popov, A. T. Friberg, and M. Muhammed, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 6, 11019 (2011).
[CrossRef]

2010

E. Enciso, A. Costela, I. Garcia-Moreno, V. Martin, and R. Sastre, Langmuir 26, 6154 (2010).
[CrossRef]

C. Vannahme, M. B. Christiansen, T. Mappes, and A. Kristensen, Opt. Express 18, 9280 (2010).
[CrossRef]

M. B. Christiansen, T. Buss, C. L. C. Smith, S. R. Petersen, M. M. Jørgensen, and A. Kristensen, J. Micromech. Microeng. 20, 115025 (2010).
[CrossRef]

2008

J. Zhu, K. Zhu, and L. Huang, Phys. Lett. A 372, 3283 (2008).
[CrossRef]

2007

A. Costela, I. Garsia-Moreno, D. del Agua, O. Garsia, and R. Sastre, J. Appl. Phys. 101, 073110 (2007).
[CrossRef]

S. Popov, S. Ricciardi, A. T. Friberg, and S. Sergeyev, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07023 (2007).
[CrossRef]

2005

A. Costela, I. Garcia-Moreno, O. Garcia, D. del Agua, and R. Sastre, Appl. Phys. B 80, 749 (2005).
[CrossRef]

2004

A. Costela, I. Garcia-Moreno, D. del Agua, O. Garcia, and R. Sastre, Appl. Phys. Lett. 85, 2160 (2004).
[CrossRef]

2003

2000

S. Link and M. A. El-Sayed, Int. Rev. Phys. Chem. 19, 409 (2000).
[CrossRef]

1998

A. Costela, I. Garsia-Moreno, J. Barroso, and R. Sastre, J. Appl. Phys. 83, 650 (1998).
[CrossRef]

Barroso, J.

A. Costela, I. Garsia-Moreno, J. Barroso, and R. Sastre, J. Appl. Phys. 83, 650 (1998).
[CrossRef]

Boilot, J.

Brueck, S. R. J.

M. M. Lee, Thomas. D. O’Sullivan, A. Cerruto, V. Liu, J. Zhang, O. Levi, H. Lee, S. R. J. Brueck, S. Fan, and J. S. Harris, Proc. SPIE 8034, 803406 (2011).
[CrossRef]

Brun, A.

Buss, T.

M. B. Christiansen, T. Buss, C. L. C. Smith, S. R. Petersen, M. M. Jørgensen, and A. Kristensen, J. Micromech. Microeng. 20, 115025 (2010).
[CrossRef]

Canva, M.

Cerruto, A.

M. M. Lee, Thomas. D. O’Sullivan, A. Cerruto, V. Liu, J. Zhang, O. Levi, H. Lee, S. R. J. Brueck, S. Fan, and J. S. Harris, Proc. SPIE 8034, 803406 (2011).
[CrossRef]

Chaput, F.

Christiansen, M. B.

C. Vannahme, M. B. Christiansen, T. Mappes, and A. Kristensen, Opt. Express 18, 9280 (2010).
[CrossRef]

M. B. Christiansen, T. Buss, C. L. C. Smith, S. R. Petersen, M. M. Jørgensen, and A. Kristensen, J. Micromech. Microeng. 20, 115025 (2010).
[CrossRef]

Costela, A.

E. Enciso, A. Costela, I. Garcia-Moreno, V. Martin, and R. Sastre, Langmuir 26, 6154 (2010).
[CrossRef]

A. Costela, I. Garsia-Moreno, D. del Agua, O. Garsia, and R. Sastre, J. Appl. Phys. 101, 073110 (2007).
[CrossRef]

A. Costela, I. Garcia-Moreno, O. Garcia, D. del Agua, and R. Sastre, Appl. Phys. B 80, 749 (2005).
[CrossRef]

A. Costela, I. Garcia-Moreno, D. del Agua, O. Garcia, and R. Sastre, Appl. Phys. Lett. 85, 2160 (2004).
[CrossRef]

A. Costela, I. Garsia-Moreno, J. Barroso, and R. Sastre, J. Appl. Phys. 83, 650 (1998).
[CrossRef]

Dao, T. T. A.

del Agua, D.

A. Costela, I. Garsia-Moreno, D. del Agua, O. Garsia, and R. Sastre, J. Appl. Phys. 101, 073110 (2007).
[CrossRef]

A. Costela, I. Garcia-Moreno, O. Garcia, D. del Agua, and R. Sastre, Appl. Phys. B 80, 749 (2005).
[CrossRef]

A. Costela, I. Garcia-Moreno, D. del Agua, O. Garcia, and R. Sastre, Appl. Phys. Lett. 85, 2160 (2004).
[CrossRef]

Dong, L.

L. Dong, F. Ye, J. Hu, S. Popov, A. T. Friberg, and M. Muhammed, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 6, 11019 (2011).
[CrossRef]

Duarte, F.

El-Sayed, M. A.

S. Link and M. A. El-Sayed, Int. Rev. Phys. Chem. 19, 409 (2000).
[CrossRef]

Enciso, E.

E. Enciso, A. Costela, I. Garcia-Moreno, V. Martin, and R. Sastre, Langmuir 26, 6154 (2010).
[CrossRef]

Fan, S.

M. M. Lee, Thomas. D. O’Sullivan, A. Cerruto, V. Liu, J. Zhang, O. Levi, H. Lee, S. R. J. Brueck, S. Fan, and J. S. Harris, Proc. SPIE 8034, 803406 (2011).
[CrossRef]

Friberg, A. T.

L. Dong, F. Ye, J. Hu, S. Popov, A. T. Friberg, and M. Muhammed, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 6, 11019 (2011).
[CrossRef]

S. Popov, S. Ricciardi, A. T. Friberg, and S. Sergeyev, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07023 (2007).
[CrossRef]

Fujita, K.

X. Meng, K. Fujita, S. Murai, T. Matoba, and K. Tanaka, Nano Lett. 11, 1374 (2011).
[CrossRef]

Garcia, O.

A. Costela, I. Garcia-Moreno, O. Garcia, D. del Agua, and R. Sastre, Appl. Phys. B 80, 749 (2005).
[CrossRef]

A. Costela, I. Garcia-Moreno, D. del Agua, O. Garcia, and R. Sastre, Appl. Phys. Lett. 85, 2160 (2004).
[CrossRef]

Garcia-Moreno, I.

E. Enciso, A. Costela, I. Garcia-Moreno, V. Martin, and R. Sastre, Langmuir 26, 6154 (2010).
[CrossRef]

A. Costela, I. Garcia-Moreno, O. Garcia, D. del Agua, and R. Sastre, Appl. Phys. B 80, 749 (2005).
[CrossRef]

A. Costela, I. Garcia-Moreno, D. del Agua, O. Garcia, and R. Sastre, Appl. Phys. Lett. 85, 2160 (2004).
[CrossRef]

Garsia, O.

A. Costela, I. Garsia-Moreno, D. del Agua, O. Garsia, and R. Sastre, J. Appl. Phys. 101, 073110 (2007).
[CrossRef]

Garsia-Moreno, I.

A. Costela, I. Garsia-Moreno, D. del Agua, O. Garsia, and R. Sastre, J. Appl. Phys. 101, 073110 (2007).
[CrossRef]

A. Costela, I. Garsia-Moreno, J. Barroso, and R. Sastre, J. Appl. Phys. 83, 650 (1998).
[CrossRef]

Harris, J. S.

M. M. Lee, Thomas. D. O’Sullivan, A. Cerruto, V. Liu, J. Zhang, O. Levi, H. Lee, S. R. J. Brueck, S. Fan, and J. S. Harris, Proc. SPIE 8034, 803406 (2011).
[CrossRef]

Hu, J.

L. Dong, F. Ye, J. Hu, S. Popov, A. T. Friberg, and M. Muhammed, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 6, 11019 (2011).
[CrossRef]

Huang, L.

J. Zhu, K. Zhu, and L. Huang, Phys. Lett. A 372, 3283 (2008).
[CrossRef]

Hung, N. D.

James, R. O.

Jørgensen, M. M.

M. B. Christiansen, T. Buss, C. L. C. Smith, S. R. Petersen, M. M. Jørgensen, and A. Kristensen, J. Micromech. Microeng. 20, 115025 (2010).
[CrossRef]

Kristensen, A.

M. B. Christiansen, T. Buss, C. L. C. Smith, S. R. Petersen, M. M. Jørgensen, and A. Kristensen, J. Micromech. Microeng. 20, 115025 (2010).
[CrossRef]

C. Vannahme, M. B. Christiansen, T. Mappes, and A. Kristensen, Opt. Express 18, 9280 (2010).
[CrossRef]

Lee, H.

M. M. Lee, Thomas. D. O’Sullivan, A. Cerruto, V. Liu, J. Zhang, O. Levi, H. Lee, S. R. J. Brueck, S. Fan, and J. S. Harris, Proc. SPIE 8034, 803406 (2011).
[CrossRef]

Lee, M. M.

M. M. Lee, Thomas. D. O’Sullivan, A. Cerruto, V. Liu, J. Zhang, O. Levi, H. Lee, S. R. J. Brueck, S. Fan, and J. S. Harris, Proc. SPIE 8034, 803406 (2011).
[CrossRef]

Levi, O.

M. M. Lee, Thomas. D. O’Sullivan, A. Cerruto, V. Liu, J. Zhang, O. Levi, H. Lee, S. R. J. Brueck, S. Fan, and J. S. Harris, Proc. SPIE 8034, 803406 (2011).
[CrossRef]

Link, S.

S. Link and M. A. El-Sayed, Int. Rev. Phys. Chem. 19, 409 (2000).
[CrossRef]

Liu, V.

M. M. Lee, Thomas. D. O’Sullivan, A. Cerruto, V. Liu, J. Zhang, O. Levi, H. Lee, S. R. J. Brueck, S. Fan, and J. S. Harris, Proc. SPIE 8034, 803406 (2011).
[CrossRef]

Mappes, T.

Martin, V.

E. Enciso, A. Costela, I. Garcia-Moreno, V. Martin, and R. Sastre, Langmuir 26, 6154 (2010).
[CrossRef]

Matoba, T.

X. Meng, K. Fujita, S. Murai, T. Matoba, and K. Tanaka, Nano Lett. 11, 1374 (2011).
[CrossRef]

Meng, X.

X. Meng, K. Fujita, S. Murai, T. Matoba, and K. Tanaka, Nano Lett. 11, 1374 (2011).
[CrossRef]

Muhammed, M.

L. Dong, F. Ye, J. Hu, S. Popov, A. T. Friberg, and M. Muhammed, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 6, 11019 (2011).
[CrossRef]

Murai, S.

X. Meng, K. Fujita, S. Murai, T. Matoba, and K. Tanaka, Nano Lett. 11, 1374 (2011).
[CrossRef]

Nhung, T. H.

O’Sullivan, Thomas. D.

M. M. Lee, Thomas. D. O’Sullivan, A. Cerruto, V. Liu, J. Zhang, O. Levi, H. Lee, S. R. J. Brueck, S. Fan, and J. S. Harris, Proc. SPIE 8034, 803406 (2011).
[CrossRef]

Petersen, S. R.

M. B. Christiansen, T. Buss, C. L. C. Smith, S. R. Petersen, M. M. Jørgensen, and A. Kristensen, J. Micromech. Microeng. 20, 115025 (2010).
[CrossRef]

Popov, S.

L. Dong, F. Ye, J. Hu, S. Popov, A. T. Friberg, and M. Muhammed, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 6, 11019 (2011).
[CrossRef]

S. Popov, S. Ricciardi, A. T. Friberg, and S. Sergeyev, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07023 (2007).
[CrossRef]

Ricciardi, S.

S. Popov, S. Ricciardi, A. T. Friberg, and S. Sergeyev, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07023 (2007).
[CrossRef]

Sastre, R.

E. Enciso, A. Costela, I. Garcia-Moreno, V. Martin, and R. Sastre, Langmuir 26, 6154 (2010).
[CrossRef]

A. Costela, I. Garsia-Moreno, D. del Agua, O. Garsia, and R. Sastre, J. Appl. Phys. 101, 073110 (2007).
[CrossRef]

A. Costela, I. Garcia-Moreno, O. Garcia, D. del Agua, and R. Sastre, Appl. Phys. B 80, 749 (2005).
[CrossRef]

A. Costela, I. Garcia-Moreno, D. del Agua, O. Garcia, and R. Sastre, Appl. Phys. Lett. 85, 2160 (2004).
[CrossRef]

A. Costela, I. Garsia-Moreno, J. Barroso, and R. Sastre, J. Appl. Phys. 83, 650 (1998).
[CrossRef]

Sergeyev, S.

S. Popov, S. Ricciardi, A. T. Friberg, and S. Sergeyev, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07023 (2007).
[CrossRef]

Smith, C. L. C.

M. B. Christiansen, T. Buss, C. L. C. Smith, S. R. Petersen, M. M. Jørgensen, and A. Kristensen, J. Micromech. Microeng. 20, 115025 (2010).
[CrossRef]

Tanaka, K.

X. Meng, K. Fujita, S. Murai, T. Matoba, and K. Tanaka, Nano Lett. 11, 1374 (2011).
[CrossRef]

van Gemert, M. J. C.

A. J. Welch and M. J. C. van Gemert, Optical-Thermal Response of Laser-Irradiated Tissue (Springer, 1995).

Vannahme, C.

Welch, A. J.

A. J. Welch and M. J. C. van Gemert, Optical-Thermal Response of Laser-Irradiated Tissue (Springer, 1995).

Ye, F.

L. Dong, F. Ye, J. Hu, S. Popov, A. T. Friberg, and M. Muhammed, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 6, 11019 (2011).
[CrossRef]

Zhang, J.

M. M. Lee, Thomas. D. O’Sullivan, A. Cerruto, V. Liu, J. Zhang, O. Levi, H. Lee, S. R. J. Brueck, S. Fan, and J. S. Harris, Proc. SPIE 8034, 803406 (2011).
[CrossRef]

Zhu, J.

J. Zhu, K. Zhu, and L. Huang, Phys. Lett. A 372, 3283 (2008).
[CrossRef]

Zhu, K.

J. Zhu, K. Zhu, and L. Huang, Phys. Lett. A 372, 3283 (2008).
[CrossRef]

Appl. Opt.

Appl. Phys. B

A. Costela, I. Garcia-Moreno, O. Garcia, D. del Agua, and R. Sastre, Appl. Phys. B 80, 749 (2005).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett.

A. Costela, I. Garcia-Moreno, D. del Agua, O. Garcia, and R. Sastre, Appl. Phys. Lett. 85, 2160 (2004).
[CrossRef]

Int. Rev. Phys. Chem.

S. Link and M. A. El-Sayed, Int. Rev. Phys. Chem. 19, 409 (2000).
[CrossRef]

J. Appl. Phys.

A. Costela, I. Garsia-Moreno, J. Barroso, and R. Sastre, J. Appl. Phys. 83, 650 (1998).
[CrossRef]

A. Costela, I. Garsia-Moreno, D. del Agua, O. Garsia, and R. Sastre, J. Appl. Phys. 101, 073110 (2007).
[CrossRef]

J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ.

S. Popov, S. Ricciardi, A. T. Friberg, and S. Sergeyev, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 2, 07023 (2007).
[CrossRef]

L. Dong, F. Ye, J. Hu, S. Popov, A. T. Friberg, and M. Muhammed, J. Eur. Opt. Soc. Rapid Publ. 6, 11019 (2011).
[CrossRef]

J. Micromech. Microeng.

M. B. Christiansen, T. Buss, C. L. C. Smith, S. R. Petersen, M. M. Jørgensen, and A. Kristensen, J. Micromech. Microeng. 20, 115025 (2010).
[CrossRef]

Langmuir

E. Enciso, A. Costela, I. Garcia-Moreno, V. Martin, and R. Sastre, Langmuir 26, 6154 (2010).
[CrossRef]

Nano Lett.

X. Meng, K. Fujita, S. Murai, T. Matoba, and K. Tanaka, Nano Lett. 11, 1374 (2011).
[CrossRef]

Opt. Express

Opt. Lett.

Opt. Photon. News

F. Duarte, Opt. Photon. News 14, 20 (2003).
[CrossRef]

Phys. Lett. A

J. Zhu, K. Zhu, and L. Huang, Phys. Lett. A 372, 3283 (2008).
[CrossRef]

Proc. SPIE

M. M. Lee, Thomas. D. O’Sullivan, A. Cerruto, V. Liu, J. Zhang, O. Levi, H. Lee, S. R. J. Brueck, S. Fan, and J. S. Harris, Proc. SPIE 8034, 803406 (2011).
[CrossRef]

Other

F. J. Duarte and L. W. Hillman, eds., Dye Laser Principles (Academic, 1990).

A. J. Welch and M. J. C. van Gemert, Optical-Thermal Response of Laser-Irradiated Tissue (Springer, 1995).

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) TEM image of gold NPs in dispersion of water and (b) absorbance spectrum of gold NPs.

Fig. 2.
Fig. 2.

(a) Output spectra and (b) laser intensity as a function of the number of pulses for the laser with samples N0–N3 as the gain medium. The spectrum for each sample is normalized to its peak value. The output intensity of each sample is normalized to the maximum intensity from the sample with pure dye (N0).

Fig. 3.
Fig. 3.

(a) Output spectra and (b) laser intensity as a function of the number of pulses for the laser with N0, N4, and N5. All curves are normalized as in Fig. 2.

Metrics