Abstract

We present an experimental study of the nonlinear absorption of graphene-on-silicon waveguides. The wavelength dependence of absorption saturation from a narrow linewidth optical pump is measured. Spectral hole burning (SHB) introduces a decrease in the probe absorption near the pump wavelength, which may be distinguished from the free carrier absorption (FCA) by using the time dependence of the buildup of the free carrier population. Beyond SHB bandwidth, only FCA dominates the waveguide loss. The spectral bandwidth of absorption bleaching from SHB is measured to have a full width at half-maximum of 12meV (20nm) at 16.8 dBm pump power.

© 2013 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. E. Hendry, P. J. Hale, J. Moger, and A. K. Savcheko, Phys. Rev. Lett. 105, 097401 (2010).
    [CrossRef]
  2. H. Zhang, S. Virally, Q. Bao, L. K. Ping, S. Massar, N. Godbout, and P. Kockaert, Opt. Lett. 37, 1856 (2012).
    [CrossRef]
  3. S. A. Mikhailov, Europhys. Lett. 79, 27002 (2007).
    [CrossRef]
  4. Q. Bao, H. Zhang, Y. Wang, Z. Ni, Y. Yan, Z. X. Shen, K. P. Loh, and D. Y. Tang, Adv. Funct. Mater. 19, 3077 (2009).
    [CrossRef]
  5. Z. Sun, T. Hasan, F. Torrisi, D. Popa, G. Privitera, F. Wang, F. Bonaccorso, D. M. Basko, and A. C. Ferrari, ACS Nano 4, 803 (2010).
    [CrossRef]
  6. J. Ma, G. Q. Xie, P. Lv, W. L. Gao, P. Yuan, L. J. Qian, H. H. Yu, H. J. Zhang, J. Y. Wang, and D. Y. Tang, Opt. Lett. 37, 2085 (2012).
    [CrossRef]
  7. M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, G. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. Wang, and X. Zhang, Nature 474, 64 (2011).
    [CrossRef]
  8. M. Liu, X. Yin, and X. Zhang, Nano Lett. 12, 1482 (2012).
    [CrossRef]
  9. Z. Cheng, X. Chen, C. Y. Wong, K. Xu, and H. K. Tsang, Opt. Lett. 37, 5181 (2012).
    [CrossRef]
  10. T. Gu, N. Petrone, J. F. McMillan, A. V. D. Zande, M. Yu, G. Q. Lo, D. L. Kwong, J. Hone, and C. W. Wong, Nat. Photonics 6, 554 (2012).
    [CrossRef]
  11. F. Wang, Y. Zhang, C. Tian, C. Girit, A. Zettl, M. Crommie, and Y. R. Shen, Science 320, 206 (2008).
    [CrossRef]
  12. X. Li, Y. Zhu, W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, and R. S. Ruoff, Science 324, 1312 (2009).
    [CrossRef]
  13. K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, M. I. Katsnelson, I. V. Grigorieva, S. V. Dubonos, and A. A. Firsov, Nature 438, 197 (2005).
    [CrossRef]
  14. M. Y. Han, B. Özyilmaz, Y. Zhang, and P. Kim, Phys. Rev. Lett. 98, 206805 (2007).
    [CrossRef]
  15. H. Li, Y. Anugrah, S. J. Koester, and M. Li, Appl. Phys. Lett. 101, 111110 (2012).
    [CrossRef]
  16. P. R. Wallace, Phys. Rev. 71, 622 (1947).
    [CrossRef]
  17. P. Roussignol, D. Ricard, and C. Flytzanis, Phys. Rev. Lett. 62, 312 (1989).
    [CrossRef]
  18. C. Chen, M. Aykol, C. Chang, A. F. J. Levi, and S. B. Cronin, Nano Lett. 11, 1863 (2011).
    [CrossRef]
  19. M. Breusing, S. Kuehn, T. Winzer, E. Malic, F. Milde, N. Severin, J. P. Rabe, C. Ropers, A. Knorr, and T. Elsaesser, Phys. Rev. B 83, 153410 (2011).
    [CrossRef]

2012

H. Zhang, S. Virally, Q. Bao, L. K. Ping, S. Massar, N. Godbout, and P. Kockaert, Opt. Lett. 37, 1856 (2012).
[CrossRef]

M. Liu, X. Yin, and X. Zhang, Nano Lett. 12, 1482 (2012).
[CrossRef]

Z. Cheng, X. Chen, C. Y. Wong, K. Xu, and H. K. Tsang, Opt. Lett. 37, 5181 (2012).
[CrossRef]

T. Gu, N. Petrone, J. F. McMillan, A. V. D. Zande, M. Yu, G. Q. Lo, D. L. Kwong, J. Hone, and C. W. Wong, Nat. Photonics 6, 554 (2012).
[CrossRef]

J. Ma, G. Q. Xie, P. Lv, W. L. Gao, P. Yuan, L. J. Qian, H. H. Yu, H. J. Zhang, J. Y. Wang, and D. Y. Tang, Opt. Lett. 37, 2085 (2012).
[CrossRef]

H. Li, Y. Anugrah, S. J. Koester, and M. Li, Appl. Phys. Lett. 101, 111110 (2012).
[CrossRef]

2011

M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, G. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. Wang, and X. Zhang, Nature 474, 64 (2011).
[CrossRef]

C. Chen, M. Aykol, C. Chang, A. F. J. Levi, and S. B. Cronin, Nano Lett. 11, 1863 (2011).
[CrossRef]

M. Breusing, S. Kuehn, T. Winzer, E. Malic, F. Milde, N. Severin, J. P. Rabe, C. Ropers, A. Knorr, and T. Elsaesser, Phys. Rev. B 83, 153410 (2011).
[CrossRef]

2010

Z. Sun, T. Hasan, F. Torrisi, D. Popa, G. Privitera, F. Wang, F. Bonaccorso, D. M. Basko, and A. C. Ferrari, ACS Nano 4, 803 (2010).
[CrossRef]

E. Hendry, P. J. Hale, J. Moger, and A. K. Savcheko, Phys. Rev. Lett. 105, 097401 (2010).
[CrossRef]

2009

Q. Bao, H. Zhang, Y. Wang, Z. Ni, Y. Yan, Z. X. Shen, K. P. Loh, and D. Y. Tang, Adv. Funct. Mater. 19, 3077 (2009).
[CrossRef]

X. Li, Y. Zhu, W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, and R. S. Ruoff, Science 324, 1312 (2009).
[CrossRef]

2008

F. Wang, Y. Zhang, C. Tian, C. Girit, A. Zettl, M. Crommie, and Y. R. Shen, Science 320, 206 (2008).
[CrossRef]

2007

S. A. Mikhailov, Europhys. Lett. 79, 27002 (2007).
[CrossRef]

M. Y. Han, B. Özyilmaz, Y. Zhang, and P. Kim, Phys. Rev. Lett. 98, 206805 (2007).
[CrossRef]

2005

K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, M. I. Katsnelson, I. V. Grigorieva, S. V. Dubonos, and A. A. Firsov, Nature 438, 197 (2005).
[CrossRef]

1989

P. Roussignol, D. Ricard, and C. Flytzanis, Phys. Rev. Lett. 62, 312 (1989).
[CrossRef]

1947

P. R. Wallace, Phys. Rev. 71, 622 (1947).
[CrossRef]

An, J.

X. Li, Y. Zhu, W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, and R. S. Ruoff, Science 324, 1312 (2009).
[CrossRef]

Anugrah, Y.

H. Li, Y. Anugrah, S. J. Koester, and M. Li, Appl. Phys. Lett. 101, 111110 (2012).
[CrossRef]

Aykol, M.

C. Chen, M. Aykol, C. Chang, A. F. J. Levi, and S. B. Cronin, Nano Lett. 11, 1863 (2011).
[CrossRef]

Banerjee, S. K.

X. Li, Y. Zhu, W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, and R. S. Ruoff, Science 324, 1312 (2009).
[CrossRef]

Bao, Q.

H. Zhang, S. Virally, Q. Bao, L. K. Ping, S. Massar, N. Godbout, and P. Kockaert, Opt. Lett. 37, 1856 (2012).
[CrossRef]

Q. Bao, H. Zhang, Y. Wang, Z. Ni, Y. Yan, Z. X. Shen, K. P. Loh, and D. Y. Tang, Adv. Funct. Mater. 19, 3077 (2009).
[CrossRef]

Basko, D. M.

Z. Sun, T. Hasan, F. Torrisi, D. Popa, G. Privitera, F. Wang, F. Bonaccorso, D. M. Basko, and A. C. Ferrari, ACS Nano 4, 803 (2010).
[CrossRef]

Bonaccorso, F.

Z. Sun, T. Hasan, F. Torrisi, D. Popa, G. Privitera, F. Wang, F. Bonaccorso, D. M. Basko, and A. C. Ferrari, ACS Nano 4, 803 (2010).
[CrossRef]

Breusing, M.

M. Breusing, S. Kuehn, T. Winzer, E. Malic, F. Milde, N. Severin, J. P. Rabe, C. Ropers, A. Knorr, and T. Elsaesser, Phys. Rev. B 83, 153410 (2011).
[CrossRef]

Cai, W.

X. Li, Y. Zhu, W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, and R. S. Ruoff, Science 324, 1312 (2009).
[CrossRef]

Chang, C.

C. Chen, M. Aykol, C. Chang, A. F. J. Levi, and S. B. Cronin, Nano Lett. 11, 1863 (2011).
[CrossRef]

Chen, C.

C. Chen, M. Aykol, C. Chang, A. F. J. Levi, and S. B. Cronin, Nano Lett. 11, 1863 (2011).
[CrossRef]

Chen, X.

Cheng, Z.

Colombo, L.

X. Li, Y. Zhu, W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, and R. S. Ruoff, Science 324, 1312 (2009).
[CrossRef]

Crommie, M.

F. Wang, Y. Zhang, C. Tian, C. Girit, A. Zettl, M. Crommie, and Y. R. Shen, Science 320, 206 (2008).
[CrossRef]

Cronin, S. B.

C. Chen, M. Aykol, C. Chang, A. F. J. Levi, and S. B. Cronin, Nano Lett. 11, 1863 (2011).
[CrossRef]

Dubonos, S. V.

K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, M. I. Katsnelson, I. V. Grigorieva, S. V. Dubonos, and A. A. Firsov, Nature 438, 197 (2005).
[CrossRef]

Elsaesser, T.

M. Breusing, S. Kuehn, T. Winzer, E. Malic, F. Milde, N. Severin, J. P. Rabe, C. Ropers, A. Knorr, and T. Elsaesser, Phys. Rev. B 83, 153410 (2011).
[CrossRef]

Ferrari, A. C.

Z. Sun, T. Hasan, F. Torrisi, D. Popa, G. Privitera, F. Wang, F. Bonaccorso, D. M. Basko, and A. C. Ferrari, ACS Nano 4, 803 (2010).
[CrossRef]

Firsov, A. A.

K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, M. I. Katsnelson, I. V. Grigorieva, S. V. Dubonos, and A. A. Firsov, Nature 438, 197 (2005).
[CrossRef]

Flytzanis, C.

P. Roussignol, D. Ricard, and C. Flytzanis, Phys. Rev. Lett. 62, 312 (1989).
[CrossRef]

Gao, W. L.

Geim, A. K.

K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, M. I. Katsnelson, I. V. Grigorieva, S. V. Dubonos, and A. A. Firsov, Nature 438, 197 (2005).
[CrossRef]

Geng, G.

M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, G. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. Wang, and X. Zhang, Nature 474, 64 (2011).
[CrossRef]

Girit, C.

F. Wang, Y. Zhang, C. Tian, C. Girit, A. Zettl, M. Crommie, and Y. R. Shen, Science 320, 206 (2008).
[CrossRef]

Godbout, N.

Grigorieva, I. V.

K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, M. I. Katsnelson, I. V. Grigorieva, S. V. Dubonos, and A. A. Firsov, Nature 438, 197 (2005).
[CrossRef]

Gu, T.

T. Gu, N. Petrone, J. F. McMillan, A. V. D. Zande, M. Yu, G. Q. Lo, D. L. Kwong, J. Hone, and C. W. Wong, Nat. Photonics 6, 554 (2012).
[CrossRef]

Hale, P. J.

E. Hendry, P. J. Hale, J. Moger, and A. K. Savcheko, Phys. Rev. Lett. 105, 097401 (2010).
[CrossRef]

Han, M. Y.

M. Y. Han, B. Özyilmaz, Y. Zhang, and P. Kim, Phys. Rev. Lett. 98, 206805 (2007).
[CrossRef]

Hasan, T.

Z. Sun, T. Hasan, F. Torrisi, D. Popa, G. Privitera, F. Wang, F. Bonaccorso, D. M. Basko, and A. C. Ferrari, ACS Nano 4, 803 (2010).
[CrossRef]

Hendry, E.

E. Hendry, P. J. Hale, J. Moger, and A. K. Savcheko, Phys. Rev. Lett. 105, 097401 (2010).
[CrossRef]

Hone, J.

T. Gu, N. Petrone, J. F. McMillan, A. V. D. Zande, M. Yu, G. Q. Lo, D. L. Kwong, J. Hone, and C. W. Wong, Nat. Photonics 6, 554 (2012).
[CrossRef]

Jiang, D.

K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, M. I. Katsnelson, I. V. Grigorieva, S. V. Dubonos, and A. A. Firsov, Nature 438, 197 (2005).
[CrossRef]

Ju, L.

M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, G. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. Wang, and X. Zhang, Nature 474, 64 (2011).
[CrossRef]

Jung, I.

X. Li, Y. Zhu, W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, and R. S. Ruoff, Science 324, 1312 (2009).
[CrossRef]

Katsnelson, M. I.

K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, M. I. Katsnelson, I. V. Grigorieva, S. V. Dubonos, and A. A. Firsov, Nature 438, 197 (2005).
[CrossRef]

Kim, P.

M. Y. Han, B. Özyilmaz, Y. Zhang, and P. Kim, Phys. Rev. Lett. 98, 206805 (2007).
[CrossRef]

Kim, S.

X. Li, Y. Zhu, W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, and R. S. Ruoff, Science 324, 1312 (2009).
[CrossRef]

Knorr, A.

M. Breusing, S. Kuehn, T. Winzer, E. Malic, F. Milde, N. Severin, J. P. Rabe, C. Ropers, A. Knorr, and T. Elsaesser, Phys. Rev. B 83, 153410 (2011).
[CrossRef]

Kockaert, P.

Koester, S. J.

H. Li, Y. Anugrah, S. J. Koester, and M. Li, Appl. Phys. Lett. 101, 111110 (2012).
[CrossRef]

Kuehn, S.

M. Breusing, S. Kuehn, T. Winzer, E. Malic, F. Milde, N. Severin, J. P. Rabe, C. Ropers, A. Knorr, and T. Elsaesser, Phys. Rev. B 83, 153410 (2011).
[CrossRef]

Kwong, D. L.

T. Gu, N. Petrone, J. F. McMillan, A. V. D. Zande, M. Yu, G. Q. Lo, D. L. Kwong, J. Hone, and C. W. Wong, Nat. Photonics 6, 554 (2012).
[CrossRef]

Levi, A. F. J.

C. Chen, M. Aykol, C. Chang, A. F. J. Levi, and S. B. Cronin, Nano Lett. 11, 1863 (2011).
[CrossRef]

Li, H.

H. Li, Y. Anugrah, S. J. Koester, and M. Li, Appl. Phys. Lett. 101, 111110 (2012).
[CrossRef]

Li, M.

H. Li, Y. Anugrah, S. J. Koester, and M. Li, Appl. Phys. Lett. 101, 111110 (2012).
[CrossRef]

Li, X.

X. Li, Y. Zhu, W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, and R. S. Ruoff, Science 324, 1312 (2009).
[CrossRef]

Liu, M.

M. Liu, X. Yin, and X. Zhang, Nano Lett. 12, 1482 (2012).
[CrossRef]

M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, G. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. Wang, and X. Zhang, Nature 474, 64 (2011).
[CrossRef]

Lo, G. Q.

T. Gu, N. Petrone, J. F. McMillan, A. V. D. Zande, M. Yu, G. Q. Lo, D. L. Kwong, J. Hone, and C. W. Wong, Nat. Photonics 6, 554 (2012).
[CrossRef]

Loh, K. P.

Q. Bao, H. Zhang, Y. Wang, Z. Ni, Y. Yan, Z. X. Shen, K. P. Loh, and D. Y. Tang, Adv. Funct. Mater. 19, 3077 (2009).
[CrossRef]

Lv, P.

Ma, J.

Malic, E.

M. Breusing, S. Kuehn, T. Winzer, E. Malic, F. Milde, N. Severin, J. P. Rabe, C. Ropers, A. Knorr, and T. Elsaesser, Phys. Rev. B 83, 153410 (2011).
[CrossRef]

Massar, S.

McMillan, J. F.

T. Gu, N. Petrone, J. F. McMillan, A. V. D. Zande, M. Yu, G. Q. Lo, D. L. Kwong, J. Hone, and C. W. Wong, Nat. Photonics 6, 554 (2012).
[CrossRef]

Mikhailov, S. A.

S. A. Mikhailov, Europhys. Lett. 79, 27002 (2007).
[CrossRef]

Milde, F.

M. Breusing, S. Kuehn, T. Winzer, E. Malic, F. Milde, N. Severin, J. P. Rabe, C. Ropers, A. Knorr, and T. Elsaesser, Phys. Rev. B 83, 153410 (2011).
[CrossRef]

Moger, J.

E. Hendry, P. J. Hale, J. Moger, and A. K. Savcheko, Phys. Rev. Lett. 105, 097401 (2010).
[CrossRef]

Morozov, S. V.

K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, M. I. Katsnelson, I. V. Grigorieva, S. V. Dubonos, and A. A. Firsov, Nature 438, 197 (2005).
[CrossRef]

Nah, J.

X. Li, Y. Zhu, W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, and R. S. Ruoff, Science 324, 1312 (2009).
[CrossRef]

Ni, Z.

Q. Bao, H. Zhang, Y. Wang, Z. Ni, Y. Yan, Z. X. Shen, K. P. Loh, and D. Y. Tang, Adv. Funct. Mater. 19, 3077 (2009).
[CrossRef]

Novoselov, K. S.

K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, M. I. Katsnelson, I. V. Grigorieva, S. V. Dubonos, and A. A. Firsov, Nature 438, 197 (2005).
[CrossRef]

Özyilmaz, B.

M. Y. Han, B. Özyilmaz, Y. Zhang, and P. Kim, Phys. Rev. Lett. 98, 206805 (2007).
[CrossRef]

Petrone, N.

T. Gu, N. Petrone, J. F. McMillan, A. V. D. Zande, M. Yu, G. Q. Lo, D. L. Kwong, J. Hone, and C. W. Wong, Nat. Photonics 6, 554 (2012).
[CrossRef]

Piner, R.

X. Li, Y. Zhu, W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, and R. S. Ruoff, Science 324, 1312 (2009).
[CrossRef]

Ping, L. K.

Popa, D.

Z. Sun, T. Hasan, F. Torrisi, D. Popa, G. Privitera, F. Wang, F. Bonaccorso, D. M. Basko, and A. C. Ferrari, ACS Nano 4, 803 (2010).
[CrossRef]

Privitera, G.

Z. Sun, T. Hasan, F. Torrisi, D. Popa, G. Privitera, F. Wang, F. Bonaccorso, D. M. Basko, and A. C. Ferrari, ACS Nano 4, 803 (2010).
[CrossRef]

Qian, L. J.

Rabe, J. P.

M. Breusing, S. Kuehn, T. Winzer, E. Malic, F. Milde, N. Severin, J. P. Rabe, C. Ropers, A. Knorr, and T. Elsaesser, Phys. Rev. B 83, 153410 (2011).
[CrossRef]

Ricard, D.

P. Roussignol, D. Ricard, and C. Flytzanis, Phys. Rev. Lett. 62, 312 (1989).
[CrossRef]

Ropers, C.

M. Breusing, S. Kuehn, T. Winzer, E. Malic, F. Milde, N. Severin, J. P. Rabe, C. Ropers, A. Knorr, and T. Elsaesser, Phys. Rev. B 83, 153410 (2011).
[CrossRef]

Roussignol, P.

P. Roussignol, D. Ricard, and C. Flytzanis, Phys. Rev. Lett. 62, 312 (1989).
[CrossRef]

Ruoff, R. S.

X. Li, Y. Zhu, W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, and R. S. Ruoff, Science 324, 1312 (2009).
[CrossRef]

Savcheko, A. K.

E. Hendry, P. J. Hale, J. Moger, and A. K. Savcheko, Phys. Rev. Lett. 105, 097401 (2010).
[CrossRef]

Severin, N.

M. Breusing, S. Kuehn, T. Winzer, E. Malic, F. Milde, N. Severin, J. P. Rabe, C. Ropers, A. Knorr, and T. Elsaesser, Phys. Rev. B 83, 153410 (2011).
[CrossRef]

Shen, Y. R.

F. Wang, Y. Zhang, C. Tian, C. Girit, A. Zettl, M. Crommie, and Y. R. Shen, Science 320, 206 (2008).
[CrossRef]

Shen, Z. X.

Q. Bao, H. Zhang, Y. Wang, Z. Ni, Y. Yan, Z. X. Shen, K. P. Loh, and D. Y. Tang, Adv. Funct. Mater. 19, 3077 (2009).
[CrossRef]

Sun, Z.

Z. Sun, T. Hasan, F. Torrisi, D. Popa, G. Privitera, F. Wang, F. Bonaccorso, D. M. Basko, and A. C. Ferrari, ACS Nano 4, 803 (2010).
[CrossRef]

Tang, D. Y.

J. Ma, G. Q. Xie, P. Lv, W. L. Gao, P. Yuan, L. J. Qian, H. H. Yu, H. J. Zhang, J. Y. Wang, and D. Y. Tang, Opt. Lett. 37, 2085 (2012).
[CrossRef]

Q. Bao, H. Zhang, Y. Wang, Z. Ni, Y. Yan, Z. X. Shen, K. P. Loh, and D. Y. Tang, Adv. Funct. Mater. 19, 3077 (2009).
[CrossRef]

Tian, C.

F. Wang, Y. Zhang, C. Tian, C. Girit, A. Zettl, M. Crommie, and Y. R. Shen, Science 320, 206 (2008).
[CrossRef]

Torrisi, F.

Z. Sun, T. Hasan, F. Torrisi, D. Popa, G. Privitera, F. Wang, F. Bonaccorso, D. M. Basko, and A. C. Ferrari, ACS Nano 4, 803 (2010).
[CrossRef]

Tsang, H. K.

Tutuc, E.

X. Li, Y. Zhu, W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, and R. S. Ruoff, Science 324, 1312 (2009).
[CrossRef]

Ulin-Avila, E.

M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, G. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. Wang, and X. Zhang, Nature 474, 64 (2011).
[CrossRef]

Velamakanni, A.

X. Li, Y. Zhu, W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, and R. S. Ruoff, Science 324, 1312 (2009).
[CrossRef]

Virally, S.

Wallace, P. R.

P. R. Wallace, Phys. Rev. 71, 622 (1947).
[CrossRef]

Wang, F.

M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, G. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. Wang, and X. Zhang, Nature 474, 64 (2011).
[CrossRef]

Z. Sun, T. Hasan, F. Torrisi, D. Popa, G. Privitera, F. Wang, F. Bonaccorso, D. M. Basko, and A. C. Ferrari, ACS Nano 4, 803 (2010).
[CrossRef]

F. Wang, Y. Zhang, C. Tian, C. Girit, A. Zettl, M. Crommie, and Y. R. Shen, Science 320, 206 (2008).
[CrossRef]

Wang, J. Y.

Wang, Y.

Q. Bao, H. Zhang, Y. Wang, Z. Ni, Y. Yan, Z. X. Shen, K. P. Loh, and D. Y. Tang, Adv. Funct. Mater. 19, 3077 (2009).
[CrossRef]

Winzer, T.

M. Breusing, S. Kuehn, T. Winzer, E. Malic, F. Milde, N. Severin, J. P. Rabe, C. Ropers, A. Knorr, and T. Elsaesser, Phys. Rev. B 83, 153410 (2011).
[CrossRef]

Wong, C. W.

T. Gu, N. Petrone, J. F. McMillan, A. V. D. Zande, M. Yu, G. Q. Lo, D. L. Kwong, J. Hone, and C. W. Wong, Nat. Photonics 6, 554 (2012).
[CrossRef]

Wong, C. Y.

Xie, G. Q.

Xu, K.

Yan, Y.

Q. Bao, H. Zhang, Y. Wang, Z. Ni, Y. Yan, Z. X. Shen, K. P. Loh, and D. Y. Tang, Adv. Funct. Mater. 19, 3077 (2009).
[CrossRef]

Yang, D.

X. Li, Y. Zhu, W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, and R. S. Ruoff, Science 324, 1312 (2009).
[CrossRef]

Yin, X.

M. Liu, X. Yin, and X. Zhang, Nano Lett. 12, 1482 (2012).
[CrossRef]

M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, G. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. Wang, and X. Zhang, Nature 474, 64 (2011).
[CrossRef]

Yu, H. H.

Yu, M.

T. Gu, N. Petrone, J. F. McMillan, A. V. D. Zande, M. Yu, G. Q. Lo, D. L. Kwong, J. Hone, and C. W. Wong, Nat. Photonics 6, 554 (2012).
[CrossRef]

Yuan, P.

Zande, A. V. D.

T. Gu, N. Petrone, J. F. McMillan, A. V. D. Zande, M. Yu, G. Q. Lo, D. L. Kwong, J. Hone, and C. W. Wong, Nat. Photonics 6, 554 (2012).
[CrossRef]

Zentgraf, T.

M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, G. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. Wang, and X. Zhang, Nature 474, 64 (2011).
[CrossRef]

Zettl, A.

F. Wang, Y. Zhang, C. Tian, C. Girit, A. Zettl, M. Crommie, and Y. R. Shen, Science 320, 206 (2008).
[CrossRef]

Zhang, H.

H. Zhang, S. Virally, Q. Bao, L. K. Ping, S. Massar, N. Godbout, and P. Kockaert, Opt. Lett. 37, 1856 (2012).
[CrossRef]

Q. Bao, H. Zhang, Y. Wang, Z. Ni, Y. Yan, Z. X. Shen, K. P. Loh, and D. Y. Tang, Adv. Funct. Mater. 19, 3077 (2009).
[CrossRef]

Zhang, H. J.

Zhang, X.

M. Liu, X. Yin, and X. Zhang, Nano Lett. 12, 1482 (2012).
[CrossRef]

M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, G. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. Wang, and X. Zhang, Nature 474, 64 (2011).
[CrossRef]

Zhang, Y.

F. Wang, Y. Zhang, C. Tian, C. Girit, A. Zettl, M. Crommie, and Y. R. Shen, Science 320, 206 (2008).
[CrossRef]

M. Y. Han, B. Özyilmaz, Y. Zhang, and P. Kim, Phys. Rev. Lett. 98, 206805 (2007).
[CrossRef]

Zhu, Y.

X. Li, Y. Zhu, W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, and R. S. Ruoff, Science 324, 1312 (2009).
[CrossRef]

ACS Nano

Z. Sun, T. Hasan, F. Torrisi, D. Popa, G. Privitera, F. Wang, F. Bonaccorso, D. M. Basko, and A. C. Ferrari, ACS Nano 4, 803 (2010).
[CrossRef]

Adv. Funct. Mater.

Q. Bao, H. Zhang, Y. Wang, Z. Ni, Y. Yan, Z. X. Shen, K. P. Loh, and D. Y. Tang, Adv. Funct. Mater. 19, 3077 (2009).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett.

H. Li, Y. Anugrah, S. J. Koester, and M. Li, Appl. Phys. Lett. 101, 111110 (2012).
[CrossRef]

Europhys. Lett.

S. A. Mikhailov, Europhys. Lett. 79, 27002 (2007).
[CrossRef]

Nano Lett.

M. Liu, X. Yin, and X. Zhang, Nano Lett. 12, 1482 (2012).
[CrossRef]

C. Chen, M. Aykol, C. Chang, A. F. J. Levi, and S. B. Cronin, Nano Lett. 11, 1863 (2011).
[CrossRef]

Nat. Photonics

T. Gu, N. Petrone, J. F. McMillan, A. V. D. Zande, M. Yu, G. Q. Lo, D. L. Kwong, J. Hone, and C. W. Wong, Nat. Photonics 6, 554 (2012).
[CrossRef]

Nature

K. S. Novoselov, A. K. Geim, S. V. Morozov, D. Jiang, M. I. Katsnelson, I. V. Grigorieva, S. V. Dubonos, and A. A. Firsov, Nature 438, 197 (2005).
[CrossRef]

M. Liu, X. Yin, E. Ulin-Avila, G. Geng, T. Zentgraf, L. Ju, F. Wang, and X. Zhang, Nature 474, 64 (2011).
[CrossRef]

Opt. Lett.

Phys. Rev.

P. R. Wallace, Phys. Rev. 71, 622 (1947).
[CrossRef]

Phys. Rev. B

M. Breusing, S. Kuehn, T. Winzer, E. Malic, F. Milde, N. Severin, J. P. Rabe, C. Ropers, A. Knorr, and T. Elsaesser, Phys. Rev. B 83, 153410 (2011).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett.

P. Roussignol, D. Ricard, and C. Flytzanis, Phys. Rev. Lett. 62, 312 (1989).
[CrossRef]

M. Y. Han, B. Özyilmaz, Y. Zhang, and P. Kim, Phys. Rev. Lett. 98, 206805 (2007).
[CrossRef]

E. Hendry, P. J. Hale, J. Moger, and A. K. Savcheko, Phys. Rev. Lett. 105, 097401 (2010).
[CrossRef]

Science

F. Wang, Y. Zhang, C. Tian, C. Girit, A. Zettl, M. Crommie, and Y. R. Shen, Science 320, 206 (2008).
[CrossRef]

X. Li, Y. Zhu, W. Cai, J. An, S. Kim, J. Nah, D. Yang, R. Piner, A. Velamakanni, I. Jung, E. Tutuc, S. K. Banerjee, L. Colombo, and R. S. Ruoff, Science 324, 1312 (2009).
[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.


Figures (5)

Fig. 1.
Fig. 1.

(a) Schematic picture of in-plane all-optical modulation in graphene-on-silicon SMWs. (b) Raman spectrum of graphene on grating coupler, which shows that the graphene is monolayer. (c) Transmission of graphene-on-silicon SMW with grating coupling.

Fig. 2.
Fig. 2.

(a) SEM image of graphene-on-silicon waveguide and grating coupler. (b) SEM image of graphene on grating coupler. (c) SEM image of graphene-on-silicon waveguide.

Fig. 3.
Fig. 3.

Experimental setup. Insert picture shows graphene-on-silicon SMWs with fiber coupling. TL, tunable laser; PC, polarization controller; EDFA, erbium-doped fiber amplifier.

Fig. 4.
Fig. 4.

Input pump and probe output of graphene-on-silicon waveguides in one modulation period under different pump powers. Left: 1.547 μm probe. Right: 1.538 μm probe.

Fig. 5.
Fig. 5.

FWHM measurement of the SHB in graphene-on-silicon waveguides.

Tables (2)

Tables Icon

Table 1. Rise Time and Recovery Time of Probe Modulation

Tables Icon

Table 2. Normalized Probe Output with Different Wavelengths

Metrics