Abstract

We report on the observation of optical bistability in an integrated planar microresonator with embedded silicon nanocrystals (Si-ncs). The phenomenon originates from the thermo-optical modulation of the silica-embedded Si-ncs refractive index, which in turn alters the spectral position of the resonator mode. The estimated thermo-optical coefficient of the Si nanocrystalline material, dn/dT2.92×105K1, is an order of magnitude lower than that of bulk silicon. Both time-resolved pump-and-probe experiments and numerical simulations confirm that the silica host is responsible for the heat dissipation from the resonator. Moreover, a negligible Q-factor degradation at pump powers as high as 100 mW, along with the absence of a fast component in time-resolved measurements, confirm the minute contribution from excited carriers effects. These observations, combined with the already published large third-order nonlinearities of Si-ncs (an order of magnitude larger than in bulk Si), make this system an outstanding candidate for low-power on-chip nonlinear comb generation.

© 2013 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. V. R. Almeida, C. A. Barrios, R. R. Panepucci, and M. Lipson, Nature 431, 1081 (2004).
    [CrossRef]
  2. Q. Xu and M. Lipson, Opt. Lett. 31, 341 (2006).
    [CrossRef]
  3. S. Malaguti, G. Bellanca, and S. Trillo, Opt. Express 21, 15859 (2013).
    [CrossRef]
  4. S. Malaguti, G. Bellanca, A. de Rossi, S. Combrié, and S. Trillo, Phys. Rev. A 83, 051802 (2011).
    [CrossRef]
  5. P. Barthelemy, M. Ghulinyan, Z. Gaburro, C. Toninelli, L. Pavesi, and D. S. Wiersma, Nat. Photonics 1, 172 (2007).
    [CrossRef]
  6. V. R. Almeida and M. Lipson, Opt. Lett. 29, 2387 (2004).
    [CrossRef]
  7. P. E. Barclay, K. Srinivasan, and O. Painter, Opt. Express 13, 801 (2005).
    [CrossRef]
  8. G. Faraci, S. Gibilisco, and A. R. Pennisi, Phys. Rev. B 80, 193410 (2009).
    [CrossRef]
  9. G. Priem, P. Dumon, W. Bogaerts, D. Van Thourhout, G. Morthier, and R. Baets, Opt. Express 13, 9623 (2005).
    [CrossRef]
  10. P. Sun and R. M. Reano, Opt. Lett. 35, 1124 (2010).
    [CrossRef]
  11. I. Carusotto and G. La Rocca, Phys. Rev. B 60, 4907 (1999).
    [CrossRef]
  12. M. Soljačić, M. Ibanescu, S. Johnson, Y. Fink, and J. Joannopoulos, Phys. Rev. E 66, 055601 (2002).
    [CrossRef]
  13. A. Armaroli, S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, A. de Rossi, and S. CombriŽ, Phys. Rev. A 84, 053816 (2011).
    [CrossRef]
  14. R. W. Ziolkowski and J. B. Judkins, J. Opt. Soc. Am. B 10, 186 (1993).
    [CrossRef]
  15. P. Del’Haye, A. Schliesser, O. Arcizet, T. Wilken, R. Holzwarth, and T. J. Kippenberg, Nature 450, 1214 (2007).
    [CrossRef]
  16. T. Carmon, L. Yang, and K. J. Vahala, Opt. Express 12, 4742 (2004).
    [CrossRef]
  17. M. A. Foster, J. S. Levy, O. Kuzucu, K. Saha, M. Lipson, and A. L. Gaeta, Opt. Express 19, 14233 (2011).
    [CrossRef]
  18. A. R. Johnson, Y. Okawachi, J. S. Levy, J. Cardenas, K. Saha, M. Lipson, and A. L. Gaeta, Opt. Lett. 37, 875 (2012).
    [CrossRef]
  19. G. V. Prakash, M. Cazzanelli, Z. Gaburro, L. Pavesi, F. Iacona, G. Franzò, and F. Priolo, J. Appl. Phys. 91, 4607 (2002).
    [CrossRef]
  20. R. Spano, N. Daldosso, M. Cazzanelli, L. Ferraioli, L. Tartara, J. Yu, V. Degiorgio, E. Giordana, J. M. Fedeli, and L. Pavesi, Opt. Express 17, 3941 (2009).
    [CrossRef]
  21. J. Blasco, J. V. Galán, P. Sanchis, J. M. Martínez, A. Martínez, E. Jordana, J. M. Fedeli, and J. Martí, Opt. Commun. 283, 435 (2010).
    [CrossRef]
  22. A. Martínez, J. Blasco, P. Sanchis, J. V. Galán, J. García-Rupérez, E. Jordana, P. Gautier, Y. Lebour, S. Hernández, R. Guider, N. Daldosso, B. Garrido, J. M. Fedeli, L. Pavesi, J. Martí, and R. Spano, Nano Lett. 10, 1506 (2010).
    [CrossRef]
  23. A. Trita, C. Lacava, P. Minzioni, J.-P. Colonna, P. Gautier, J.-M. Fedeli, and I. Cristiani, Appl. Phys. Lett. 99, 191105 (2011).
    [CrossRef]
  24. S. Seo, J. Lee, J. H. Shin, E.-S. Kang, and B.-S. Bae, Appl. Phys. Lett. 85, 2526 (2004).
    [CrossRef]
  25. M. Ghulinyan, D. Navarro-Urrios, A. Pitanti, A. Lui, G. Pucker, and L. Pavesi, Opt. Express 16, 13218 (2008).
    [CrossRef]
  26. A. Pitanti, M. Ghulinyan, D. Navarro-Urrios, G. Pucker, and L. Pavesi, Phys. Rev. Lett. 104,103901 (2010).
    [CrossRef]
  27. T. Kippenberg, A. Tchebotareva, J. Kalkman, A. Polman, and K. Vahala, Phys. Rev. Lett. 103, 027406 (2009).
    [CrossRef]
  28. M. Ghulinyan, R. Guider, G. Pucker, and L. Pavesi, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 1166 (2011).
    [CrossRef]
  29. A. C. Hryciw, R. D. Kekatpure, S. Yerci, L. Dal Negro, and M. L. Brongersma, Appl. Phys. Lett. 98, 041102 (2011).
    [CrossRef]
  30. D. Li, Y. Wu, P. Kim, L. Shi, P. Yang, and A. Majumdar, Appl. Phys. Lett. 83, 2934 (2003).
    [CrossRef]
  31. The fall time toff in electronics is defined as the time elapsed when a signal changes its magnitude between two values, which typically are taken to be 90%, and 10% of the signal step. In the case of a single exponential signal y=y0+Ae−t/τ, toff is about 2.2τ. N. S. Nise, Control Systems Engineering (Wiley, 2011).
  32. M. Borselli, T. J. Johnson, and O. Painter, Opt. Express 13, 1515 (2005).
    [CrossRef]

2013 (1)

2012 (1)

2011 (6)

M. A. Foster, J. S. Levy, O. Kuzucu, K. Saha, M. Lipson, and A. L. Gaeta, Opt. Express 19, 14233 (2011).
[CrossRef]

S. Malaguti, G. Bellanca, A. de Rossi, S. Combrié, and S. Trillo, Phys. Rev. A 83, 051802 (2011).
[CrossRef]

A. Armaroli, S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, A. de Rossi, and S. CombriŽ, Phys. Rev. A 84, 053816 (2011).
[CrossRef]

A. Trita, C. Lacava, P. Minzioni, J.-P. Colonna, P. Gautier, J.-M. Fedeli, and I. Cristiani, Appl. Phys. Lett. 99, 191105 (2011).
[CrossRef]

M. Ghulinyan, R. Guider, G. Pucker, and L. Pavesi, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 1166 (2011).
[CrossRef]

A. C. Hryciw, R. D. Kekatpure, S. Yerci, L. Dal Negro, and M. L. Brongersma, Appl. Phys. Lett. 98, 041102 (2011).
[CrossRef]

2010 (4)

A. Pitanti, M. Ghulinyan, D. Navarro-Urrios, G. Pucker, and L. Pavesi, Phys. Rev. Lett. 104,103901 (2010).
[CrossRef]

J. Blasco, J. V. Galán, P. Sanchis, J. M. Martínez, A. Martínez, E. Jordana, J. M. Fedeli, and J. Martí, Opt. Commun. 283, 435 (2010).
[CrossRef]

A. Martínez, J. Blasco, P. Sanchis, J. V. Galán, J. García-Rupérez, E. Jordana, P. Gautier, Y. Lebour, S. Hernández, R. Guider, N. Daldosso, B. Garrido, J. M. Fedeli, L. Pavesi, J. Martí, and R. Spano, Nano Lett. 10, 1506 (2010).
[CrossRef]

P. Sun and R. M. Reano, Opt. Lett. 35, 1124 (2010).
[CrossRef]

2009 (3)

R. Spano, N. Daldosso, M. Cazzanelli, L. Ferraioli, L. Tartara, J. Yu, V. Degiorgio, E. Giordana, J. M. Fedeli, and L. Pavesi, Opt. Express 17, 3941 (2009).
[CrossRef]

G. Faraci, S. Gibilisco, and A. R. Pennisi, Phys. Rev. B 80, 193410 (2009).
[CrossRef]

T. Kippenberg, A. Tchebotareva, J. Kalkman, A. Polman, and K. Vahala, Phys. Rev. Lett. 103, 027406 (2009).
[CrossRef]

2008 (1)

2007 (2)

P. Barthelemy, M. Ghulinyan, Z. Gaburro, C. Toninelli, L. Pavesi, and D. S. Wiersma, Nat. Photonics 1, 172 (2007).
[CrossRef]

P. Del’Haye, A. Schliesser, O. Arcizet, T. Wilken, R. Holzwarth, and T. J. Kippenberg, Nature 450, 1214 (2007).
[CrossRef]

2006 (1)

2005 (3)

2004 (4)

T. Carmon, L. Yang, and K. J. Vahala, Opt. Express 12, 4742 (2004).
[CrossRef]

V. R. Almeida and M. Lipson, Opt. Lett. 29, 2387 (2004).
[CrossRef]

V. R. Almeida, C. A. Barrios, R. R. Panepucci, and M. Lipson, Nature 431, 1081 (2004).
[CrossRef]

S. Seo, J. Lee, J. H. Shin, E.-S. Kang, and B.-S. Bae, Appl. Phys. Lett. 85, 2526 (2004).
[CrossRef]

2003 (1)

D. Li, Y. Wu, P. Kim, L. Shi, P. Yang, and A. Majumdar, Appl. Phys. Lett. 83, 2934 (2003).
[CrossRef]

2002 (2)

G. V. Prakash, M. Cazzanelli, Z. Gaburro, L. Pavesi, F. Iacona, G. Franzò, and F. Priolo, J. Appl. Phys. 91, 4607 (2002).
[CrossRef]

M. Soljačić, M. Ibanescu, S. Johnson, Y. Fink, and J. Joannopoulos, Phys. Rev. E 66, 055601 (2002).
[CrossRef]

1999 (1)

I. Carusotto and G. La Rocca, Phys. Rev. B 60, 4907 (1999).
[CrossRef]

1993 (1)

Almeida, V. R.

V. R. Almeida, C. A. Barrios, R. R. Panepucci, and M. Lipson, Nature 431, 1081 (2004).
[CrossRef]

V. R. Almeida and M. Lipson, Opt. Lett. 29, 2387 (2004).
[CrossRef]

Arcizet, O.

P. Del’Haye, A. Schliesser, O. Arcizet, T. Wilken, R. Holzwarth, and T. J. Kippenberg, Nature 450, 1214 (2007).
[CrossRef]

Armaroli, A.

A. Armaroli, S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, A. de Rossi, and S. CombriŽ, Phys. Rev. A 84, 053816 (2011).
[CrossRef]

Bae, B.-S.

S. Seo, J. Lee, J. H. Shin, E.-S. Kang, and B.-S. Bae, Appl. Phys. Lett. 85, 2526 (2004).
[CrossRef]

Baets, R.

Barclay, P. E.

Barrios, C. A.

V. R. Almeida, C. A. Barrios, R. R. Panepucci, and M. Lipson, Nature 431, 1081 (2004).
[CrossRef]

Barthelemy, P.

P. Barthelemy, M. Ghulinyan, Z. Gaburro, C. Toninelli, L. Pavesi, and D. S. Wiersma, Nat. Photonics 1, 172 (2007).
[CrossRef]

Bellanca, G.

S. Malaguti, G. Bellanca, and S. Trillo, Opt. Express 21, 15859 (2013).
[CrossRef]

S. Malaguti, G. Bellanca, A. de Rossi, S. Combrié, and S. Trillo, Phys. Rev. A 83, 051802 (2011).
[CrossRef]

A. Armaroli, S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, A. de Rossi, and S. CombriŽ, Phys. Rev. A 84, 053816 (2011).
[CrossRef]

Blasco, J.

J. Blasco, J. V. Galán, P. Sanchis, J. M. Martínez, A. Martínez, E. Jordana, J. M. Fedeli, and J. Martí, Opt. Commun. 283, 435 (2010).
[CrossRef]

A. Martínez, J. Blasco, P. Sanchis, J. V. Galán, J. García-Rupérez, E. Jordana, P. Gautier, Y. Lebour, S. Hernández, R. Guider, N. Daldosso, B. Garrido, J. M. Fedeli, L. Pavesi, J. Martí, and R. Spano, Nano Lett. 10, 1506 (2010).
[CrossRef]

Bogaerts, W.

Borselli, M.

Brongersma, M. L.

A. C. Hryciw, R. D. Kekatpure, S. Yerci, L. Dal Negro, and M. L. Brongersma, Appl. Phys. Lett. 98, 041102 (2011).
[CrossRef]

Cardenas, J.

Carmon, T.

Carusotto, I.

I. Carusotto and G. La Rocca, Phys. Rev. B 60, 4907 (1999).
[CrossRef]

Cazzanelli, M.

R. Spano, N. Daldosso, M. Cazzanelli, L. Ferraioli, L. Tartara, J. Yu, V. Degiorgio, E. Giordana, J. M. Fedeli, and L. Pavesi, Opt. Express 17, 3941 (2009).
[CrossRef]

G. V. Prakash, M. Cazzanelli, Z. Gaburro, L. Pavesi, F. Iacona, G. Franzò, and F. Priolo, J. Appl. Phys. 91, 4607 (2002).
[CrossRef]

Colonna, J.-P.

A. Trita, C. Lacava, P. Minzioni, J.-P. Colonna, P. Gautier, J.-M. Fedeli, and I. Cristiani, Appl. Phys. Lett. 99, 191105 (2011).
[CrossRef]

Combrié, S.

S. Malaguti, G. Bellanca, A. de Rossi, S. Combrié, and S. Trillo, Phys. Rev. A 83, 051802 (2011).
[CrossRef]

CombriŽ, S.

A. Armaroli, S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, A. de Rossi, and S. CombriŽ, Phys. Rev. A 84, 053816 (2011).
[CrossRef]

Cristiani, I.

A. Trita, C. Lacava, P. Minzioni, J.-P. Colonna, P. Gautier, J.-M. Fedeli, and I. Cristiani, Appl. Phys. Lett. 99, 191105 (2011).
[CrossRef]

Dal Negro, L.

A. C. Hryciw, R. D. Kekatpure, S. Yerci, L. Dal Negro, and M. L. Brongersma, Appl. Phys. Lett. 98, 041102 (2011).
[CrossRef]

Daldosso, N.

A. Martínez, J. Blasco, P. Sanchis, J. V. Galán, J. García-Rupérez, E. Jordana, P. Gautier, Y. Lebour, S. Hernández, R. Guider, N. Daldosso, B. Garrido, J. M. Fedeli, L. Pavesi, J. Martí, and R. Spano, Nano Lett. 10, 1506 (2010).
[CrossRef]

R. Spano, N. Daldosso, M. Cazzanelli, L. Ferraioli, L. Tartara, J. Yu, V. Degiorgio, E. Giordana, J. M. Fedeli, and L. Pavesi, Opt. Express 17, 3941 (2009).
[CrossRef]

de Rossi, A.

A. Armaroli, S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, A. de Rossi, and S. CombriŽ, Phys. Rev. A 84, 053816 (2011).
[CrossRef]

S. Malaguti, G. Bellanca, A. de Rossi, S. Combrié, and S. Trillo, Phys. Rev. A 83, 051802 (2011).
[CrossRef]

Degiorgio, V.

Del’Haye, P.

P. Del’Haye, A. Schliesser, O. Arcizet, T. Wilken, R. Holzwarth, and T. J. Kippenberg, Nature 450, 1214 (2007).
[CrossRef]

Dumon, P.

Faraci, G.

G. Faraci, S. Gibilisco, and A. R. Pennisi, Phys. Rev. B 80, 193410 (2009).
[CrossRef]

Fedeli, J. M.

A. Martínez, J. Blasco, P. Sanchis, J. V. Galán, J. García-Rupérez, E. Jordana, P. Gautier, Y. Lebour, S. Hernández, R. Guider, N. Daldosso, B. Garrido, J. M. Fedeli, L. Pavesi, J. Martí, and R. Spano, Nano Lett. 10, 1506 (2010).
[CrossRef]

J. Blasco, J. V. Galán, P. Sanchis, J. M. Martínez, A. Martínez, E. Jordana, J. M. Fedeli, and J. Martí, Opt. Commun. 283, 435 (2010).
[CrossRef]

R. Spano, N. Daldosso, M. Cazzanelli, L. Ferraioli, L. Tartara, J. Yu, V. Degiorgio, E. Giordana, J. M. Fedeli, and L. Pavesi, Opt. Express 17, 3941 (2009).
[CrossRef]

Fedeli, J.-M.

A. Trita, C. Lacava, P. Minzioni, J.-P. Colonna, P. Gautier, J.-M. Fedeli, and I. Cristiani, Appl. Phys. Lett. 99, 191105 (2011).
[CrossRef]

Ferraioli, L.

Fink, Y.

M. Soljačić, M. Ibanescu, S. Johnson, Y. Fink, and J. Joannopoulos, Phys. Rev. E 66, 055601 (2002).
[CrossRef]

Foster, M. A.

Franzò, G.

G. V. Prakash, M. Cazzanelli, Z. Gaburro, L. Pavesi, F. Iacona, G. Franzò, and F. Priolo, J. Appl. Phys. 91, 4607 (2002).
[CrossRef]

Gaburro, Z.

P. Barthelemy, M. Ghulinyan, Z. Gaburro, C. Toninelli, L. Pavesi, and D. S. Wiersma, Nat. Photonics 1, 172 (2007).
[CrossRef]

G. V. Prakash, M. Cazzanelli, Z. Gaburro, L. Pavesi, F. Iacona, G. Franzò, and F. Priolo, J. Appl. Phys. 91, 4607 (2002).
[CrossRef]

Gaeta, A. L.

Galán, J. V.

J. Blasco, J. V. Galán, P. Sanchis, J. M. Martínez, A. Martínez, E. Jordana, J. M. Fedeli, and J. Martí, Opt. Commun. 283, 435 (2010).
[CrossRef]

A. Martínez, J. Blasco, P. Sanchis, J. V. Galán, J. García-Rupérez, E. Jordana, P. Gautier, Y. Lebour, S. Hernández, R. Guider, N. Daldosso, B. Garrido, J. M. Fedeli, L. Pavesi, J. Martí, and R. Spano, Nano Lett. 10, 1506 (2010).
[CrossRef]

García-Rupérez, J.

A. Martínez, J. Blasco, P. Sanchis, J. V. Galán, J. García-Rupérez, E. Jordana, P. Gautier, Y. Lebour, S. Hernández, R. Guider, N. Daldosso, B. Garrido, J. M. Fedeli, L. Pavesi, J. Martí, and R. Spano, Nano Lett. 10, 1506 (2010).
[CrossRef]

Garrido, B.

A. Martínez, J. Blasco, P. Sanchis, J. V. Galán, J. García-Rupérez, E. Jordana, P. Gautier, Y. Lebour, S. Hernández, R. Guider, N. Daldosso, B. Garrido, J. M. Fedeli, L. Pavesi, J. Martí, and R. Spano, Nano Lett. 10, 1506 (2010).
[CrossRef]

Gautier, P.

A. Trita, C. Lacava, P. Minzioni, J.-P. Colonna, P. Gautier, J.-M. Fedeli, and I. Cristiani, Appl. Phys. Lett. 99, 191105 (2011).
[CrossRef]

A. Martínez, J. Blasco, P. Sanchis, J. V. Galán, J. García-Rupérez, E. Jordana, P. Gautier, Y. Lebour, S. Hernández, R. Guider, N. Daldosso, B. Garrido, J. M. Fedeli, L. Pavesi, J. Martí, and R. Spano, Nano Lett. 10, 1506 (2010).
[CrossRef]

Ghulinyan, M.

M. Ghulinyan, R. Guider, G. Pucker, and L. Pavesi, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 1166 (2011).
[CrossRef]

A. Pitanti, M. Ghulinyan, D. Navarro-Urrios, G. Pucker, and L. Pavesi, Phys. Rev. Lett. 104,103901 (2010).
[CrossRef]

M. Ghulinyan, D. Navarro-Urrios, A. Pitanti, A. Lui, G. Pucker, and L. Pavesi, Opt. Express 16, 13218 (2008).
[CrossRef]

P. Barthelemy, M. Ghulinyan, Z. Gaburro, C. Toninelli, L. Pavesi, and D. S. Wiersma, Nat. Photonics 1, 172 (2007).
[CrossRef]

Gibilisco, S.

G. Faraci, S. Gibilisco, and A. R. Pennisi, Phys. Rev. B 80, 193410 (2009).
[CrossRef]

Giordana, E.

Guider, R.

M. Ghulinyan, R. Guider, G. Pucker, and L. Pavesi, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 1166 (2011).
[CrossRef]

A. Martínez, J. Blasco, P. Sanchis, J. V. Galán, J. García-Rupérez, E. Jordana, P. Gautier, Y. Lebour, S. Hernández, R. Guider, N. Daldosso, B. Garrido, J. M. Fedeli, L. Pavesi, J. Martí, and R. Spano, Nano Lett. 10, 1506 (2010).
[CrossRef]

Hernández, S.

A. Martínez, J. Blasco, P. Sanchis, J. V. Galán, J. García-Rupérez, E. Jordana, P. Gautier, Y. Lebour, S. Hernández, R. Guider, N. Daldosso, B. Garrido, J. M. Fedeli, L. Pavesi, J. Martí, and R. Spano, Nano Lett. 10, 1506 (2010).
[CrossRef]

Holzwarth, R.

P. Del’Haye, A. Schliesser, O. Arcizet, T. Wilken, R. Holzwarth, and T. J. Kippenberg, Nature 450, 1214 (2007).
[CrossRef]

Hryciw, A. C.

A. C. Hryciw, R. D. Kekatpure, S. Yerci, L. Dal Negro, and M. L. Brongersma, Appl. Phys. Lett. 98, 041102 (2011).
[CrossRef]

Iacona, F.

G. V. Prakash, M. Cazzanelli, Z. Gaburro, L. Pavesi, F. Iacona, G. Franzò, and F. Priolo, J. Appl. Phys. 91, 4607 (2002).
[CrossRef]

Ibanescu, M.

M. Soljačić, M. Ibanescu, S. Johnson, Y. Fink, and J. Joannopoulos, Phys. Rev. E 66, 055601 (2002).
[CrossRef]

Joannopoulos, J.

M. Soljačić, M. Ibanescu, S. Johnson, Y. Fink, and J. Joannopoulos, Phys. Rev. E 66, 055601 (2002).
[CrossRef]

Johnson, A. R.

Johnson, S.

M. Soljačić, M. Ibanescu, S. Johnson, Y. Fink, and J. Joannopoulos, Phys. Rev. E 66, 055601 (2002).
[CrossRef]

Johnson, T. J.

Jordana, E.

J. Blasco, J. V. Galán, P. Sanchis, J. M. Martínez, A. Martínez, E. Jordana, J. M. Fedeli, and J. Martí, Opt. Commun. 283, 435 (2010).
[CrossRef]

A. Martínez, J. Blasco, P. Sanchis, J. V. Galán, J. García-Rupérez, E. Jordana, P. Gautier, Y. Lebour, S. Hernández, R. Guider, N. Daldosso, B. Garrido, J. M. Fedeli, L. Pavesi, J. Martí, and R. Spano, Nano Lett. 10, 1506 (2010).
[CrossRef]

Judkins, J. B.

Kalkman, J.

T. Kippenberg, A. Tchebotareva, J. Kalkman, A. Polman, and K. Vahala, Phys. Rev. Lett. 103, 027406 (2009).
[CrossRef]

Kang, E.-S.

S. Seo, J. Lee, J. H. Shin, E.-S. Kang, and B.-S. Bae, Appl. Phys. Lett. 85, 2526 (2004).
[CrossRef]

Kekatpure, R. D.

A. C. Hryciw, R. D. Kekatpure, S. Yerci, L. Dal Negro, and M. L. Brongersma, Appl. Phys. Lett. 98, 041102 (2011).
[CrossRef]

Kim, P.

D. Li, Y. Wu, P. Kim, L. Shi, P. Yang, and A. Majumdar, Appl. Phys. Lett. 83, 2934 (2003).
[CrossRef]

Kippenberg, T.

T. Kippenberg, A. Tchebotareva, J. Kalkman, A. Polman, and K. Vahala, Phys. Rev. Lett. 103, 027406 (2009).
[CrossRef]

Kippenberg, T. J.

P. Del’Haye, A. Schliesser, O. Arcizet, T. Wilken, R. Holzwarth, and T. J. Kippenberg, Nature 450, 1214 (2007).
[CrossRef]

Kuzucu, O.

La Rocca, G.

I. Carusotto and G. La Rocca, Phys. Rev. B 60, 4907 (1999).
[CrossRef]

Lacava, C.

A. Trita, C. Lacava, P. Minzioni, J.-P. Colonna, P. Gautier, J.-M. Fedeli, and I. Cristiani, Appl. Phys. Lett. 99, 191105 (2011).
[CrossRef]

Lebour, Y.

A. Martínez, J. Blasco, P. Sanchis, J. V. Galán, J. García-Rupérez, E. Jordana, P. Gautier, Y. Lebour, S. Hernández, R. Guider, N. Daldosso, B. Garrido, J. M. Fedeli, L. Pavesi, J. Martí, and R. Spano, Nano Lett. 10, 1506 (2010).
[CrossRef]

Lee, J.

S. Seo, J. Lee, J. H. Shin, E.-S. Kang, and B.-S. Bae, Appl. Phys. Lett. 85, 2526 (2004).
[CrossRef]

Levy, J. S.

Li, D.

D. Li, Y. Wu, P. Kim, L. Shi, P. Yang, and A. Majumdar, Appl. Phys. Lett. 83, 2934 (2003).
[CrossRef]

Lipson, M.

Lui, A.

Majumdar, A.

D. Li, Y. Wu, P. Kim, L. Shi, P. Yang, and A. Majumdar, Appl. Phys. Lett. 83, 2934 (2003).
[CrossRef]

Malaguti, S.

S. Malaguti, G. Bellanca, and S. Trillo, Opt. Express 21, 15859 (2013).
[CrossRef]

A. Armaroli, S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, A. de Rossi, and S. CombriŽ, Phys. Rev. A 84, 053816 (2011).
[CrossRef]

S. Malaguti, G. Bellanca, A. de Rossi, S. Combrié, and S. Trillo, Phys. Rev. A 83, 051802 (2011).
[CrossRef]

Martí, J.

J. Blasco, J. V. Galán, P. Sanchis, J. M. Martínez, A. Martínez, E. Jordana, J. M. Fedeli, and J. Martí, Opt. Commun. 283, 435 (2010).
[CrossRef]

A. Martínez, J. Blasco, P. Sanchis, J. V. Galán, J. García-Rupérez, E. Jordana, P. Gautier, Y. Lebour, S. Hernández, R. Guider, N. Daldosso, B. Garrido, J. M. Fedeli, L. Pavesi, J. Martí, and R. Spano, Nano Lett. 10, 1506 (2010).
[CrossRef]

Martínez, A.

A. Martínez, J. Blasco, P. Sanchis, J. V. Galán, J. García-Rupérez, E. Jordana, P. Gautier, Y. Lebour, S. Hernández, R. Guider, N. Daldosso, B. Garrido, J. M. Fedeli, L. Pavesi, J. Martí, and R. Spano, Nano Lett. 10, 1506 (2010).
[CrossRef]

J. Blasco, J. V. Galán, P. Sanchis, J. M. Martínez, A. Martínez, E. Jordana, J. M. Fedeli, and J. Martí, Opt. Commun. 283, 435 (2010).
[CrossRef]

Martínez, J. M.

J. Blasco, J. V. Galán, P. Sanchis, J. M. Martínez, A. Martínez, E. Jordana, J. M. Fedeli, and J. Martí, Opt. Commun. 283, 435 (2010).
[CrossRef]

Minzioni, P.

A. Trita, C. Lacava, P. Minzioni, J.-P. Colonna, P. Gautier, J.-M. Fedeli, and I. Cristiani, Appl. Phys. Lett. 99, 191105 (2011).
[CrossRef]

Morthier, G.

Navarro-Urrios, D.

A. Pitanti, M. Ghulinyan, D. Navarro-Urrios, G. Pucker, and L. Pavesi, Phys. Rev. Lett. 104,103901 (2010).
[CrossRef]

M. Ghulinyan, D. Navarro-Urrios, A. Pitanti, A. Lui, G. Pucker, and L. Pavesi, Opt. Express 16, 13218 (2008).
[CrossRef]

Okawachi, Y.

Painter, O.

Panepucci, R. R.

V. R. Almeida, C. A. Barrios, R. R. Panepucci, and M. Lipson, Nature 431, 1081 (2004).
[CrossRef]

Pavesi, L.

M. Ghulinyan, R. Guider, G. Pucker, and L. Pavesi, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 1166 (2011).
[CrossRef]

A. Pitanti, M. Ghulinyan, D. Navarro-Urrios, G. Pucker, and L. Pavesi, Phys. Rev. Lett. 104,103901 (2010).
[CrossRef]

A. Martínez, J. Blasco, P. Sanchis, J. V. Galán, J. García-Rupérez, E. Jordana, P. Gautier, Y. Lebour, S. Hernández, R. Guider, N. Daldosso, B. Garrido, J. M. Fedeli, L. Pavesi, J. Martí, and R. Spano, Nano Lett. 10, 1506 (2010).
[CrossRef]

R. Spano, N. Daldosso, M. Cazzanelli, L. Ferraioli, L. Tartara, J. Yu, V. Degiorgio, E. Giordana, J. M. Fedeli, and L. Pavesi, Opt. Express 17, 3941 (2009).
[CrossRef]

M. Ghulinyan, D. Navarro-Urrios, A. Pitanti, A. Lui, G. Pucker, and L. Pavesi, Opt. Express 16, 13218 (2008).
[CrossRef]

P. Barthelemy, M. Ghulinyan, Z. Gaburro, C. Toninelli, L. Pavesi, and D. S. Wiersma, Nat. Photonics 1, 172 (2007).
[CrossRef]

G. V. Prakash, M. Cazzanelli, Z. Gaburro, L. Pavesi, F. Iacona, G. Franzò, and F. Priolo, J. Appl. Phys. 91, 4607 (2002).
[CrossRef]

Pennisi, A. R.

G. Faraci, S. Gibilisco, and A. R. Pennisi, Phys. Rev. B 80, 193410 (2009).
[CrossRef]

Pitanti, A.

A. Pitanti, M. Ghulinyan, D. Navarro-Urrios, G. Pucker, and L. Pavesi, Phys. Rev. Lett. 104,103901 (2010).
[CrossRef]

M. Ghulinyan, D. Navarro-Urrios, A. Pitanti, A. Lui, G. Pucker, and L. Pavesi, Opt. Express 16, 13218 (2008).
[CrossRef]

Polman, A.

T. Kippenberg, A. Tchebotareva, J. Kalkman, A. Polman, and K. Vahala, Phys. Rev. Lett. 103, 027406 (2009).
[CrossRef]

Prakash, G. V.

G. V. Prakash, M. Cazzanelli, Z. Gaburro, L. Pavesi, F. Iacona, G. Franzò, and F. Priolo, J. Appl. Phys. 91, 4607 (2002).
[CrossRef]

Priem, G.

Priolo, F.

G. V. Prakash, M. Cazzanelli, Z. Gaburro, L. Pavesi, F. Iacona, G. Franzò, and F. Priolo, J. Appl. Phys. 91, 4607 (2002).
[CrossRef]

Pucker, G.

M. Ghulinyan, R. Guider, G. Pucker, and L. Pavesi, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 1166 (2011).
[CrossRef]

A. Pitanti, M. Ghulinyan, D. Navarro-Urrios, G. Pucker, and L. Pavesi, Phys. Rev. Lett. 104,103901 (2010).
[CrossRef]

M. Ghulinyan, D. Navarro-Urrios, A. Pitanti, A. Lui, G. Pucker, and L. Pavesi, Opt. Express 16, 13218 (2008).
[CrossRef]

Reano, R. M.

Saha, K.

Sanchis, P.

A. Martínez, J. Blasco, P. Sanchis, J. V. Galán, J. García-Rupérez, E. Jordana, P. Gautier, Y. Lebour, S. Hernández, R. Guider, N. Daldosso, B. Garrido, J. M. Fedeli, L. Pavesi, J. Martí, and R. Spano, Nano Lett. 10, 1506 (2010).
[CrossRef]

J. Blasco, J. V. Galán, P. Sanchis, J. M. Martínez, A. Martínez, E. Jordana, J. M. Fedeli, and J. Martí, Opt. Commun. 283, 435 (2010).
[CrossRef]

Schliesser, A.

P. Del’Haye, A. Schliesser, O. Arcizet, T. Wilken, R. Holzwarth, and T. J. Kippenberg, Nature 450, 1214 (2007).
[CrossRef]

Seo, S.

S. Seo, J. Lee, J. H. Shin, E.-S. Kang, and B.-S. Bae, Appl. Phys. Lett. 85, 2526 (2004).
[CrossRef]

Shi, L.

D. Li, Y. Wu, P. Kim, L. Shi, P. Yang, and A. Majumdar, Appl. Phys. Lett. 83, 2934 (2003).
[CrossRef]

Shin, J. H.

S. Seo, J. Lee, J. H. Shin, E.-S. Kang, and B.-S. Bae, Appl. Phys. Lett. 85, 2526 (2004).
[CrossRef]

Soljacic, M.

M. Soljačić, M. Ibanescu, S. Johnson, Y. Fink, and J. Joannopoulos, Phys. Rev. E 66, 055601 (2002).
[CrossRef]

Spano, R.

A. Martínez, J. Blasco, P. Sanchis, J. V. Galán, J. García-Rupérez, E. Jordana, P. Gautier, Y. Lebour, S. Hernández, R. Guider, N. Daldosso, B. Garrido, J. M. Fedeli, L. Pavesi, J. Martí, and R. Spano, Nano Lett. 10, 1506 (2010).
[CrossRef]

R. Spano, N. Daldosso, M. Cazzanelli, L. Ferraioli, L. Tartara, J. Yu, V. Degiorgio, E. Giordana, J. M. Fedeli, and L. Pavesi, Opt. Express 17, 3941 (2009).
[CrossRef]

Srinivasan, K.

Sun, P.

Tartara, L.

Tchebotareva, A.

T. Kippenberg, A. Tchebotareva, J. Kalkman, A. Polman, and K. Vahala, Phys. Rev. Lett. 103, 027406 (2009).
[CrossRef]

Toninelli, C.

P. Barthelemy, M. Ghulinyan, Z. Gaburro, C. Toninelli, L. Pavesi, and D. S. Wiersma, Nat. Photonics 1, 172 (2007).
[CrossRef]

Trillo, S.

S. Malaguti, G. Bellanca, and S. Trillo, Opt. Express 21, 15859 (2013).
[CrossRef]

S. Malaguti, G. Bellanca, A. de Rossi, S. Combrié, and S. Trillo, Phys. Rev. A 83, 051802 (2011).
[CrossRef]

A. Armaroli, S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, A. de Rossi, and S. CombriŽ, Phys. Rev. A 84, 053816 (2011).
[CrossRef]

Trita, A.

A. Trita, C. Lacava, P. Minzioni, J.-P. Colonna, P. Gautier, J.-M. Fedeli, and I. Cristiani, Appl. Phys. Lett. 99, 191105 (2011).
[CrossRef]

Vahala, K.

T. Kippenberg, A. Tchebotareva, J. Kalkman, A. Polman, and K. Vahala, Phys. Rev. Lett. 103, 027406 (2009).
[CrossRef]

Vahala, K. J.

Van Thourhout, D.

Wiersma, D. S.

P. Barthelemy, M. Ghulinyan, Z. Gaburro, C. Toninelli, L. Pavesi, and D. S. Wiersma, Nat. Photonics 1, 172 (2007).
[CrossRef]

Wilken, T.

P. Del’Haye, A. Schliesser, O. Arcizet, T. Wilken, R. Holzwarth, and T. J. Kippenberg, Nature 450, 1214 (2007).
[CrossRef]

Wu, Y.

D. Li, Y. Wu, P. Kim, L. Shi, P. Yang, and A. Majumdar, Appl. Phys. Lett. 83, 2934 (2003).
[CrossRef]

Xu, Q.

Yang, L.

Yang, P.

D. Li, Y. Wu, P. Kim, L. Shi, P. Yang, and A. Majumdar, Appl. Phys. Lett. 83, 2934 (2003).
[CrossRef]

Yerci, S.

A. C. Hryciw, R. D. Kekatpure, S. Yerci, L. Dal Negro, and M. L. Brongersma, Appl. Phys. Lett. 98, 041102 (2011).
[CrossRef]

Yu, J.

Ziolkowski, R. W.

Appl. Phys. Lett. (4)

A. Trita, C. Lacava, P. Minzioni, J.-P. Colonna, P. Gautier, J.-M. Fedeli, and I. Cristiani, Appl. Phys. Lett. 99, 191105 (2011).
[CrossRef]

S. Seo, J. Lee, J. H. Shin, E.-S. Kang, and B.-S. Bae, Appl. Phys. Lett. 85, 2526 (2004).
[CrossRef]

A. C. Hryciw, R. D. Kekatpure, S. Yerci, L. Dal Negro, and M. L. Brongersma, Appl. Phys. Lett. 98, 041102 (2011).
[CrossRef]

D. Li, Y. Wu, P. Kim, L. Shi, P. Yang, and A. Majumdar, Appl. Phys. Lett. 83, 2934 (2003).
[CrossRef]

IEEE Photon. Technol. Lett. (1)

M. Ghulinyan, R. Guider, G. Pucker, and L. Pavesi, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 1166 (2011).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

G. V. Prakash, M. Cazzanelli, Z. Gaburro, L. Pavesi, F. Iacona, G. Franzò, and F. Priolo, J. Appl. Phys. 91, 4607 (2002).
[CrossRef]

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

Nano Lett. (1)

A. Martínez, J. Blasco, P. Sanchis, J. V. Galán, J. García-Rupérez, E. Jordana, P. Gautier, Y. Lebour, S. Hernández, R. Guider, N. Daldosso, B. Garrido, J. M. Fedeli, L. Pavesi, J. Martí, and R. Spano, Nano Lett. 10, 1506 (2010).
[CrossRef]

Nat. Photonics (1)

P. Barthelemy, M. Ghulinyan, Z. Gaburro, C. Toninelli, L. Pavesi, and D. S. Wiersma, Nat. Photonics 1, 172 (2007).
[CrossRef]

Nature (2)

V. R. Almeida, C. A. Barrios, R. R. Panepucci, and M. Lipson, Nature 431, 1081 (2004).
[CrossRef]

P. Del’Haye, A. Schliesser, O. Arcizet, T. Wilken, R. Holzwarth, and T. J. Kippenberg, Nature 450, 1214 (2007).
[CrossRef]

Opt. Commun. (1)

J. Blasco, J. V. Galán, P. Sanchis, J. M. Martínez, A. Martínez, E. Jordana, J. M. Fedeli, and J. Martí, Opt. Commun. 283, 435 (2010).
[CrossRef]

Opt. Express (8)

Opt. Lett. (4)

Phys. Rev. A (2)

S. Malaguti, G. Bellanca, A. de Rossi, S. Combrié, and S. Trillo, Phys. Rev. A 83, 051802 (2011).
[CrossRef]

A. Armaroli, S. Malaguti, G. Bellanca, S. Trillo, A. de Rossi, and S. CombriŽ, Phys. Rev. A 84, 053816 (2011).
[CrossRef]

Phys. Rev. B (2)

G. Faraci, S. Gibilisco, and A. R. Pennisi, Phys. Rev. B 80, 193410 (2009).
[CrossRef]

I. Carusotto and G. La Rocca, Phys. Rev. B 60, 4907 (1999).
[CrossRef]

Phys. Rev. E (1)

M. Soljačić, M. Ibanescu, S. Johnson, Y. Fink, and J. Joannopoulos, Phys. Rev. E 66, 055601 (2002).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (2)

A. Pitanti, M. Ghulinyan, D. Navarro-Urrios, G. Pucker, and L. Pavesi, Phys. Rev. Lett. 104,103901 (2010).
[CrossRef]

T. Kippenberg, A. Tchebotareva, J. Kalkman, A. Polman, and K. Vahala, Phys. Rev. Lett. 103, 027406 (2009).
[CrossRef]

Other (1)

The fall time toff in electronics is defined as the time elapsed when a signal changes its magnitude between two values, which typically are taken to be 90%, and 10% of the signal step. In the case of a single exponential signal y=y0+Ae−t/τ, toff is about 2.2τ. N. S. Nise, Control Systems Engineering (Wiley, 2011).

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) Normalized transmission spectra of the cavity resonance at different pump powers, represented by a color fade from blue (cold cavity) to red (highest power). A top-view optical image of the device is shown in the inset. (b) The refractive index change (scatter data) as a function of the stored cavity energy. Line is a cubic fit to experimental data.

Fig. 2.
Fig. 2.

(a) OB of the transmitted pump power as a function of the input power. Inset: the arrow indicates the pump laser position with respect to the resonance. (b) The weak probe laser is swept across another resonance of the cavity to highlight the spectra at two stable transmission states (1,2) and (3,4), corresponding to the red markers on the bistability curve.

Fig. 3.
Fig. 3.

(a) Top panel: the modulated pump transmission measurements of the input pump beam, the output pump signal, and the probe signal. Bottom panel: a magnification of the probe signal decay, the fit curve, and the FEM model result. (b) The calculated temperature map profile of the resonator. The inset shows the optical energy density distribution employed in the FEM simulations for the heat dissipation. (c) The intrinsic quality factor Qi and its various contributions as a function of the power dropped into the cavity (Pd=(1T)Pi).

Metrics