Abstract

Active slot waveguides were fabricated by embedding low-index Er/Yb silicate material in high-index silicon. A 1.7 dB signal enhancement at 1.53 µm in a 6 mm-long slot waveguide was observed through 1476 nm pumping. The peak Er emission cross-section is determined as 7.53×10−21  cm2 and the excited Er ion fraction is 0.17. Our experiment shows that the defects in upper c–Si of Si-on-insulator (SOI) and deposited α–Si distorts photoluminescence spectrum and prevents further optical amplification. This negative effect can be partly corrected through annealing treatment, which allows better propagation of the pump light, therefore, stronger excitation in the sandwiched Er/Yb silicate. The defects also affect the 1.53 µm decay curve and are the dominant lifetime reduction mechanism in the active slot waveguide.

© 2012 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. V. R. Almeida, Q. Xu, C. A. Barrios, and M. Lipson, Opt. Lett. 29, 1209 (2004).
    [CrossRef]
  2. Q. Xu, V. R. Almeida, R. R. Panepucci, and M. Lipson, Opt. Lett. 29, 1626 (2004).
    [CrossRef]
  3. R. Sun, P. Dong, N. Feng, C. Hong, J. Michel, M. Lipson, and L. Kimerling, Opt. Express 15, 17967 (2007).
    [CrossRef]
  4. K. Preston and M. Lipson, Opt. Express 17, 1527 (2009).
    [CrossRef]
  5. R. M. Briggs, M. Shearn, A. Scherer, and H. A. Atwater, Appl. Phys. Lett. 94, 021106 (2009).
    [CrossRef]
  6. J. T. Robinson, K. Preston, O. Painter, and M. Lipson, Opt. Express 16, 16659 (2008).
    [CrossRef]
  7. Y. C. Jun, R. M. Briggs, H. A. Atwater, and M. L. Brongersma, Opt. Express 17, 7479 (2009).
    [CrossRef]
  8. C. Creatore and L. C. Andreani, Phys. Rev. A 78, 063825 (2008).
    [CrossRef]
  9. X. J. Wang, B. Wang, L. Wang, R. M. Guo, H. Isshiki, T. Kimura, and Z. Zhou, Appl. Phys. Lett. 98, 071903 (2011).
    [CrossRef]
  10. R. M. Guo, X. J. Wang, K. Zang, B. Wang, L. Wang, L. F. Gao, and Z. Zhou, Appl. Phys. Lett. 99, 161115 (2011).
    [CrossRef]
  11. H. Isshiki, M. J. A. de Dood, A. Polman, and T. Kimura, Appl. Phys. Lett. 85, 4343 (2004).
    [CrossRef]
  12. K. Suh, J. H. Shin, S.-J. Seo, and B.-S. Bae, Appl. Phys. Lett. 89, 223102 (2006).
    [CrossRef]
  13. M. Miritello, R. Lo Savio, F. Iacona, G. Franzò, A. Irrera, A. M. Piro, C. Bongiorno, and F. Priolo, Adv. Mater. 19, 1582 (2007).
    [CrossRef]
  14. R. Lo Savio, S. L. Portalupi, D. Gerace, A. Shakoor, T. F. Krauss, L. O’Faolain, L. C. Andreani, and M. Galli, Appl. Phys. Lett. 98, 201106 (2011).
    [CrossRef]
  15. K. Suh, M. Lee, J. S. Chang, H. Lee, N. Park, G. Y. Sung, and J. H. Shin, Opt. Express 18, 7724 (2010).
    [CrossRef]
  16. D. Olaosebikan, S. Yerci, A. Gondarenko, K. Preston, R. Li, L. Dal Negro, and M. Lipson, Opt. Lett. 36, 4 (2011).
    [CrossRef]

2011 (4)

X. J. Wang, B. Wang, L. Wang, R. M. Guo, H. Isshiki, T. Kimura, and Z. Zhou, Appl. Phys. Lett. 98, 071903 (2011).
[CrossRef]

R. M. Guo, X. J. Wang, K. Zang, B. Wang, L. Wang, L. F. Gao, and Z. Zhou, Appl. Phys. Lett. 99, 161115 (2011).
[CrossRef]

R. Lo Savio, S. L. Portalupi, D. Gerace, A. Shakoor, T. F. Krauss, L. O’Faolain, L. C. Andreani, and M. Galli, Appl. Phys. Lett. 98, 201106 (2011).
[CrossRef]

D. Olaosebikan, S. Yerci, A. Gondarenko, K. Preston, R. Li, L. Dal Negro, and M. Lipson, Opt. Lett. 36, 4 (2011).
[CrossRef]

2010 (1)

2009 (3)

2008 (2)

2007 (2)

M. Miritello, R. Lo Savio, F. Iacona, G. Franzò, A. Irrera, A. M. Piro, C. Bongiorno, and F. Priolo, Adv. Mater. 19, 1582 (2007).
[CrossRef]

R. Sun, P. Dong, N. Feng, C. Hong, J. Michel, M. Lipson, and L. Kimerling, Opt. Express 15, 17967 (2007).
[CrossRef]

2006 (1)

K. Suh, J. H. Shin, S.-J. Seo, and B.-S. Bae, Appl. Phys. Lett. 89, 223102 (2006).
[CrossRef]

2004 (3)

Almeida, V. R.

Andreani, L. C.

R. Lo Savio, S. L. Portalupi, D. Gerace, A. Shakoor, T. F. Krauss, L. O’Faolain, L. C. Andreani, and M. Galli, Appl. Phys. Lett. 98, 201106 (2011).
[CrossRef]

C. Creatore and L. C. Andreani, Phys. Rev. A 78, 063825 (2008).
[CrossRef]

Atwater, H. A.

Y. C. Jun, R. M. Briggs, H. A. Atwater, and M. L. Brongersma, Opt. Express 17, 7479 (2009).
[CrossRef]

R. M. Briggs, M. Shearn, A. Scherer, and H. A. Atwater, Appl. Phys. Lett. 94, 021106 (2009).
[CrossRef]

Bae, B.-S.

K. Suh, J. H. Shin, S.-J. Seo, and B.-S. Bae, Appl. Phys. Lett. 89, 223102 (2006).
[CrossRef]

Barrios, C. A.

Bongiorno, C.

M. Miritello, R. Lo Savio, F. Iacona, G. Franzò, A. Irrera, A. M. Piro, C. Bongiorno, and F. Priolo, Adv. Mater. 19, 1582 (2007).
[CrossRef]

Briggs, R. M.

R. M. Briggs, M. Shearn, A. Scherer, and H. A. Atwater, Appl. Phys. Lett. 94, 021106 (2009).
[CrossRef]

Y. C. Jun, R. M. Briggs, H. A. Atwater, and M. L. Brongersma, Opt. Express 17, 7479 (2009).
[CrossRef]

Brongersma, M. L.

Chang, J. S.

Creatore, C.

C. Creatore and L. C. Andreani, Phys. Rev. A 78, 063825 (2008).
[CrossRef]

de Dood, M. J. A.

H. Isshiki, M. J. A. de Dood, A. Polman, and T. Kimura, Appl. Phys. Lett. 85, 4343 (2004).
[CrossRef]

Dong, P.

Feng, N.

Franzò, G.

M. Miritello, R. Lo Savio, F. Iacona, G. Franzò, A. Irrera, A. M. Piro, C. Bongiorno, and F. Priolo, Adv. Mater. 19, 1582 (2007).
[CrossRef]

Galli, M.

R. Lo Savio, S. L. Portalupi, D. Gerace, A. Shakoor, T. F. Krauss, L. O’Faolain, L. C. Andreani, and M. Galli, Appl. Phys. Lett. 98, 201106 (2011).
[CrossRef]

Gao, L. F.

R. M. Guo, X. J. Wang, K. Zang, B. Wang, L. Wang, L. F. Gao, and Z. Zhou, Appl. Phys. Lett. 99, 161115 (2011).
[CrossRef]

Gerace, D.

R. Lo Savio, S. L. Portalupi, D. Gerace, A. Shakoor, T. F. Krauss, L. O’Faolain, L. C. Andreani, and M. Galli, Appl. Phys. Lett. 98, 201106 (2011).
[CrossRef]

Gondarenko, A.

Guo, R. M.

X. J. Wang, B. Wang, L. Wang, R. M. Guo, H. Isshiki, T. Kimura, and Z. Zhou, Appl. Phys. Lett. 98, 071903 (2011).
[CrossRef]

R. M. Guo, X. J. Wang, K. Zang, B. Wang, L. Wang, L. F. Gao, and Z. Zhou, Appl. Phys. Lett. 99, 161115 (2011).
[CrossRef]

Hong, C.

Iacona, F.

M. Miritello, R. Lo Savio, F. Iacona, G. Franzò, A. Irrera, A. M. Piro, C. Bongiorno, and F. Priolo, Adv. Mater. 19, 1582 (2007).
[CrossRef]

Irrera, A.

M. Miritello, R. Lo Savio, F. Iacona, G. Franzò, A. Irrera, A. M. Piro, C. Bongiorno, and F. Priolo, Adv. Mater. 19, 1582 (2007).
[CrossRef]

Isshiki, H.

X. J. Wang, B. Wang, L. Wang, R. M. Guo, H. Isshiki, T. Kimura, and Z. Zhou, Appl. Phys. Lett. 98, 071903 (2011).
[CrossRef]

H. Isshiki, M. J. A. de Dood, A. Polman, and T. Kimura, Appl. Phys. Lett. 85, 4343 (2004).
[CrossRef]

Jun, Y. C.

Kimerling, L.

Kimura, T.

X. J. Wang, B. Wang, L. Wang, R. M. Guo, H. Isshiki, T. Kimura, and Z. Zhou, Appl. Phys. Lett. 98, 071903 (2011).
[CrossRef]

H. Isshiki, M. J. A. de Dood, A. Polman, and T. Kimura, Appl. Phys. Lett. 85, 4343 (2004).
[CrossRef]

Krauss, T. F.

R. Lo Savio, S. L. Portalupi, D. Gerace, A. Shakoor, T. F. Krauss, L. O’Faolain, L. C. Andreani, and M. Galli, Appl. Phys. Lett. 98, 201106 (2011).
[CrossRef]

Lee, H.

Lee, M.

Li, R.

Lipson, M.

Lo Savio, R.

M. Miritello, R. Lo Savio, F. Iacona, G. Franzò, A. Irrera, A. M. Piro, C. Bongiorno, and F. Priolo, Adv. Mater. 19, 1582 (2007).
[CrossRef]

Michel, J.

Miritello, M.

M. Miritello, R. Lo Savio, F. Iacona, G. Franzò, A. Irrera, A. M. Piro, C. Bongiorno, and F. Priolo, Adv. Mater. 19, 1582 (2007).
[CrossRef]

Negro, L. Dal

O’Faolain, L.

R. Lo Savio, S. L. Portalupi, D. Gerace, A. Shakoor, T. F. Krauss, L. O’Faolain, L. C. Andreani, and M. Galli, Appl. Phys. Lett. 98, 201106 (2011).
[CrossRef]

Olaosebikan, D.

Painter, O.

Panepucci, R. R.

Park, N.

Piro, A. M.

M. Miritello, R. Lo Savio, F. Iacona, G. Franzò, A. Irrera, A. M. Piro, C. Bongiorno, and F. Priolo, Adv. Mater. 19, 1582 (2007).
[CrossRef]

Polman, A.

H. Isshiki, M. J. A. de Dood, A. Polman, and T. Kimura, Appl. Phys. Lett. 85, 4343 (2004).
[CrossRef]

Portalupi, S. L.

R. Lo Savio, S. L. Portalupi, D. Gerace, A. Shakoor, T. F. Krauss, L. O’Faolain, L. C. Andreani, and M. Galli, Appl. Phys. Lett. 98, 201106 (2011).
[CrossRef]

Preston, K.

Priolo, F.

M. Miritello, R. Lo Savio, F. Iacona, G. Franzò, A. Irrera, A. M. Piro, C. Bongiorno, and F. Priolo, Adv. Mater. 19, 1582 (2007).
[CrossRef]

Robinson, J. T.

Savio, R. Lo

R. Lo Savio, S. L. Portalupi, D. Gerace, A. Shakoor, T. F. Krauss, L. O’Faolain, L. C. Andreani, and M. Galli, Appl. Phys. Lett. 98, 201106 (2011).
[CrossRef]

Scherer, A.

R. M. Briggs, M. Shearn, A. Scherer, and H. A. Atwater, Appl. Phys. Lett. 94, 021106 (2009).
[CrossRef]

Seo, S.-J.

K. Suh, J. H. Shin, S.-J. Seo, and B.-S. Bae, Appl. Phys. Lett. 89, 223102 (2006).
[CrossRef]

Shakoor, A.

R. Lo Savio, S. L. Portalupi, D. Gerace, A. Shakoor, T. F. Krauss, L. O’Faolain, L. C. Andreani, and M. Galli, Appl. Phys. Lett. 98, 201106 (2011).
[CrossRef]

Shearn, M.

R. M. Briggs, M. Shearn, A. Scherer, and H. A. Atwater, Appl. Phys. Lett. 94, 021106 (2009).
[CrossRef]

Shin, J. H.

K. Suh, M. Lee, J. S. Chang, H. Lee, N. Park, G. Y. Sung, and J. H. Shin, Opt. Express 18, 7724 (2010).
[CrossRef]

K. Suh, J. H. Shin, S.-J. Seo, and B.-S. Bae, Appl. Phys. Lett. 89, 223102 (2006).
[CrossRef]

Suh, K.

K. Suh, M. Lee, J. S. Chang, H. Lee, N. Park, G. Y. Sung, and J. H. Shin, Opt. Express 18, 7724 (2010).
[CrossRef]

K. Suh, J. H. Shin, S.-J. Seo, and B.-S. Bae, Appl. Phys. Lett. 89, 223102 (2006).
[CrossRef]

Sun, R.

Sung, G. Y.

Wang, B.

X. J. Wang, B. Wang, L. Wang, R. M. Guo, H. Isshiki, T. Kimura, and Z. Zhou, Appl. Phys. Lett. 98, 071903 (2011).
[CrossRef]

R. M. Guo, X. J. Wang, K. Zang, B. Wang, L. Wang, L. F. Gao, and Z. Zhou, Appl. Phys. Lett. 99, 161115 (2011).
[CrossRef]

Wang, L.

R. M. Guo, X. J. Wang, K. Zang, B. Wang, L. Wang, L. F. Gao, and Z. Zhou, Appl. Phys. Lett. 99, 161115 (2011).
[CrossRef]

X. J. Wang, B. Wang, L. Wang, R. M. Guo, H. Isshiki, T. Kimura, and Z. Zhou, Appl. Phys. Lett. 98, 071903 (2011).
[CrossRef]

Wang, X. J.

R. M. Guo, X. J. Wang, K. Zang, B. Wang, L. Wang, L. F. Gao, and Z. Zhou, Appl. Phys. Lett. 99, 161115 (2011).
[CrossRef]

X. J. Wang, B. Wang, L. Wang, R. M. Guo, H. Isshiki, T. Kimura, and Z. Zhou, Appl. Phys. Lett. 98, 071903 (2011).
[CrossRef]

Xu, Q.

Yerci, S.

Zang, K.

R. M. Guo, X. J. Wang, K. Zang, B. Wang, L. Wang, L. F. Gao, and Z. Zhou, Appl. Phys. Lett. 99, 161115 (2011).
[CrossRef]

Zhou, Z.

X. J. Wang, B. Wang, L. Wang, R. M. Guo, H. Isshiki, T. Kimura, and Z. Zhou, Appl. Phys. Lett. 98, 071903 (2011).
[CrossRef]

R. M. Guo, X. J. Wang, K. Zang, B. Wang, L. Wang, L. F. Gao, and Z. Zhou, Appl. Phys. Lett. 99, 161115 (2011).
[CrossRef]

Adv. Mater. (1)

M. Miritello, R. Lo Savio, F. Iacona, G. Franzò, A. Irrera, A. M. Piro, C. Bongiorno, and F. Priolo, Adv. Mater. 19, 1582 (2007).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (6)

R. Lo Savio, S. L. Portalupi, D. Gerace, A. Shakoor, T. F. Krauss, L. O’Faolain, L. C. Andreani, and M. Galli, Appl. Phys. Lett. 98, 201106 (2011).
[CrossRef]

R. M. Briggs, M. Shearn, A. Scherer, and H. A. Atwater, Appl. Phys. Lett. 94, 021106 (2009).
[CrossRef]

X. J. Wang, B. Wang, L. Wang, R. M. Guo, H. Isshiki, T. Kimura, and Z. Zhou, Appl. Phys. Lett. 98, 071903 (2011).
[CrossRef]

R. M. Guo, X. J. Wang, K. Zang, B. Wang, L. Wang, L. F. Gao, and Z. Zhou, Appl. Phys. Lett. 99, 161115 (2011).
[CrossRef]

H. Isshiki, M. J. A. de Dood, A. Polman, and T. Kimura, Appl. Phys. Lett. 85, 4343 (2004).
[CrossRef]

K. Suh, J. H. Shin, S.-J. Seo, and B.-S. Bae, Appl. Phys. Lett. 89, 223102 (2006).
[CrossRef]

Opt. Express (5)

Opt. Lett. (3)

Phys. Rev. A (1)

C. Creatore and L. C. Andreani, Phys. Rev. A 78, 063825 (2008).
[CrossRef]

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.


Metrics