Abstract

We report a broadband electro-optical (EO) modulator based on tunable plasmonic metamaterial. Transparent conducting oxides provide an excellent active plasmonic material for optoelectronic applications. By utilizing our indium-tin-oxide- (ITO) based multilayer structure, light absorption of the active ITO layer can be electrically modulated over a large spectrum range. Based on the attenuated total reflectance configuration, bias polarity-dependent modulation up to 37% has been experimentally demonstrated. This EO modulator has advantages of simple design, easy fabrication, compact size, broadband performance, large modulation depth, as well as compatibility with existing silicon photonics platforms.

© 2014 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. A. Liu, R. Jones, L. Liao, D. Samara-Rubio, D. Rubin, O. Cohen, R. Nicolaescu, and M. Paniccia, Nature 427, 615 (2004).
    [CrossRef]
  2. R. S. Jacobsen, K. N. Andersen, P. I. Borel, J. Fage-Pedersen, L. H. Frandsen, O. Hansen, M. Kristensen, A. V. Lavrinenko, G. Moulin, H. Ou, C. Peucheret, B. Zsigri, and A. Bjarklev, Nature 441, 199 (2006).
    [CrossRef]
  3. Q. Xu, B. Schmidt, S. Pradhan, and M. Lipson, Nature 435, 325 (2005).
    [CrossRef]
  4. A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. C. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
    [CrossRef]
  5. Y. H. Kuo, Y. K. Lee, Y. Ge, S. Ren, J. E. Roth, T. I. Kamins, D. A. B. Miller, and J. S. Harris, Nature 437, 1334 (2005).
    [CrossRef]
  6. J. Liu, M. Beals, A. Pomerene, S. Bernardis, R. Sun, J. Cheng, L. C. Kimerling, and J. Michel, Nat. Photonics 2, 433 (2008).
    [CrossRef]
  7. P. Robusto and R. Braunstein, Phys. Status Solidi 119, 155 (1990).
    [CrossRef]
  8. C. Rhodes, S. Franzen, J. Maria, M. Losego, D. N. Leonard, B. Laughlin, G. Duscher, and S. Weibel, J. Appl. Phys. 100, 054905 (2006).
    [CrossRef]
  9. F. Michelotti, L. Dominici, E. Descrovi, N. Danz, and F. Menchini, Opt. Lett. 34, 839 (2009).
    [CrossRef]
  10. E. Feigenbaum, K. Diest, and H. A. Atwater, Nano Lett. 10, 2111 (2010).
    [CrossRef]
  11. K. Shi, R. R. Haque, W. Zhao, R. Zhao, and Z. Lu, Proc. SPIE 8980, 898012 (2014).
  12. Z. Lu, W. Zhao, and K. Shi, IEEE Photon. J. 4, 735 (2012).
    [CrossRef]
  13. V. J. Sorger, N. D. Lanzillotti-Kimura, R. M. Ma, and X. Zhang, Nanophotonics 1, 17 (2012).
    [CrossRef]
  14. V. E. Babicheva and A. V. Lavrinenko, Opt. Commun. 285, 5500 (2012).
    [CrossRef]
  15. F. Leroy, A. Rousseau, S. Payan, E. Dogheche, D. Jenkins, D. Decoster, and M. Maglione, Opt. Lett. 38, 1037 (2013).
    [CrossRef]
  16. S. H. Chu, D. J. Singh, J. Wang, E. Li, and K. P. Ong, Laser Photon. Rev. 6, 684 (2012).
    [CrossRef]
  17. G. Wilk, R. Wallace, and J. Anthony, J. Appl. Phys. 89, 5243 (2001).
    [CrossRef]
  18. P. Yeh, A. Yariv, and C. S. Hong, J. Opt. Soc. Am. 67, 423 (1977).
    [CrossRef]
  19. E. Kretschmann and H. Raether, Z. Nathruforsch. 23, 2125 (1968).
  20. W. Zhao, K. Shi, and Z. Lu, Opt. Lett. 38, 4342 (2013).
    [CrossRef]

2014 (2)

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. C. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

K. Shi, R. R. Haque, W. Zhao, R. Zhao, and Z. Lu, Proc. SPIE 8980, 898012 (2014).

2013 (2)

2012 (4)

Z. Lu, W. Zhao, and K. Shi, IEEE Photon. J. 4, 735 (2012).
[CrossRef]

V. J. Sorger, N. D. Lanzillotti-Kimura, R. M. Ma, and X. Zhang, Nanophotonics 1, 17 (2012).
[CrossRef]

V. E. Babicheva and A. V. Lavrinenko, Opt. Commun. 285, 5500 (2012).
[CrossRef]

S. H. Chu, D. J. Singh, J. Wang, E. Li, and K. P. Ong, Laser Photon. Rev. 6, 684 (2012).
[CrossRef]

2010 (1)

E. Feigenbaum, K. Diest, and H. A. Atwater, Nano Lett. 10, 2111 (2010).
[CrossRef]

2009 (1)

2008 (1)

J. Liu, M. Beals, A. Pomerene, S. Bernardis, R. Sun, J. Cheng, L. C. Kimerling, and J. Michel, Nat. Photonics 2, 433 (2008).
[CrossRef]

2006 (2)

C. Rhodes, S. Franzen, J. Maria, M. Losego, D. N. Leonard, B. Laughlin, G. Duscher, and S. Weibel, J. Appl. Phys. 100, 054905 (2006).
[CrossRef]

R. S. Jacobsen, K. N. Andersen, P. I. Borel, J. Fage-Pedersen, L. H. Frandsen, O. Hansen, M. Kristensen, A. V. Lavrinenko, G. Moulin, H. Ou, C. Peucheret, B. Zsigri, and A. Bjarklev, Nature 441, 199 (2006).
[CrossRef]

2005 (2)

Q. Xu, B. Schmidt, S. Pradhan, and M. Lipson, Nature 435, 325 (2005).
[CrossRef]

Y. H. Kuo, Y. K. Lee, Y. Ge, S. Ren, J. E. Roth, T. I. Kamins, D. A. B. Miller, and J. S. Harris, Nature 437, 1334 (2005).
[CrossRef]

2004 (1)

A. Liu, R. Jones, L. Liao, D. Samara-Rubio, D. Rubin, O. Cohen, R. Nicolaescu, and M. Paniccia, Nature 427, 615 (2004).
[CrossRef]

2001 (1)

G. Wilk, R. Wallace, and J. Anthony, J. Appl. Phys. 89, 5243 (2001).
[CrossRef]

1990 (1)

P. Robusto and R. Braunstein, Phys. Status Solidi 119, 155 (1990).
[CrossRef]

1977 (1)

1968 (1)

E. Kretschmann and H. Raether, Z. Nathruforsch. 23, 2125 (1968).

Alloatti, L.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. C. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Andersen, K. N.

R. S. Jacobsen, K. N. Andersen, P. I. Borel, J. Fage-Pedersen, L. H. Frandsen, O. Hansen, M. Kristensen, A. V. Lavrinenko, G. Moulin, H. Ou, C. Peucheret, B. Zsigri, and A. Bjarklev, Nature 441, 199 (2006).
[CrossRef]

Anthony, J.

G. Wilk, R. Wallace, and J. Anthony, J. Appl. Phys. 89, 5243 (2001).
[CrossRef]

Atwater, H. A.

E. Feigenbaum, K. Diest, and H. A. Atwater, Nano Lett. 10, 2111 (2010).
[CrossRef]

Babicheva, V. E.

V. E. Babicheva and A. V. Lavrinenko, Opt. Commun. 285, 5500 (2012).
[CrossRef]

Beals, M.

J. Liu, M. Beals, A. Pomerene, S. Bernardis, R. Sun, J. Cheng, L. C. Kimerling, and J. Michel, Nat. Photonics 2, 433 (2008).
[CrossRef]

Bernardis, S.

J. Liu, M. Beals, A. Pomerene, S. Bernardis, R. Sun, J. Cheng, L. C. Kimerling, and J. Michel, Nat. Photonics 2, 433 (2008).
[CrossRef]

Bjarklev, A.

R. S. Jacobsen, K. N. Andersen, P. I. Borel, J. Fage-Pedersen, L. H. Frandsen, O. Hansen, M. Kristensen, A. V. Lavrinenko, G. Moulin, H. Ou, C. Peucheret, B. Zsigri, and A. Bjarklev, Nature 441, 199 (2006).
[CrossRef]

Borel, P. I.

R. S. Jacobsen, K. N. Andersen, P. I. Borel, J. Fage-Pedersen, L. H. Frandsen, O. Hansen, M. Kristensen, A. V. Lavrinenko, G. Moulin, H. Ou, C. Peucheret, B. Zsigri, and A. Bjarklev, Nature 441, 199 (2006).
[CrossRef]

Braunstein, R.

P. Robusto and R. Braunstein, Phys. Status Solidi 119, 155 (1990).
[CrossRef]

Chen, B.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. C. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Cheng, J.

J. Liu, M. Beals, A. Pomerene, S. Bernardis, R. Sun, J. Cheng, L. C. Kimerling, and J. Michel, Nat. Photonics 2, 433 (2008).
[CrossRef]

Chu, S. H.

S. H. Chu, D. J. Singh, J. Wang, E. Li, and K. P. Ong, Laser Photon. Rev. 6, 684 (2012).
[CrossRef]

Cohen, O.

A. Liu, R. Jones, L. Liao, D. Samara-Rubio, D. Rubin, O. Cohen, R. Nicolaescu, and M. Paniccia, Nature 427, 615 (2004).
[CrossRef]

Danz, N.

Decoster, D.

Descrovi, E.

Diest, K.

E. Feigenbaum, K. Diest, and H. A. Atwater, Nano Lett. 10, 2111 (2010).
[CrossRef]

Dinu, R.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. C. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Dogheche, E.

Dominici, L.

Duscher, G.

C. Rhodes, S. Franzen, J. Maria, M. Losego, D. N. Leonard, B. Laughlin, G. Duscher, and S. Weibel, J. Appl. Phys. 100, 054905 (2006).
[CrossRef]

Fage-Pedersen, J.

R. S. Jacobsen, K. N. Andersen, P. I. Borel, J. Fage-Pedersen, L. H. Frandsen, O. Hansen, M. Kristensen, A. V. Lavrinenko, G. Moulin, H. Ou, C. Peucheret, B. Zsigri, and A. Bjarklev, Nature 441, 199 (2006).
[CrossRef]

Feigenbaum, E.

E. Feigenbaum, K. Diest, and H. A. Atwater, Nano Lett. 10, 2111 (2010).
[CrossRef]

Frandsen, L. H.

R. S. Jacobsen, K. N. Andersen, P. I. Borel, J. Fage-Pedersen, L. H. Frandsen, O. Hansen, M. Kristensen, A. V. Lavrinenko, G. Moulin, H. Ou, C. Peucheret, B. Zsigri, and A. Bjarklev, Nature 441, 199 (2006).
[CrossRef]

Franzen, S.

C. Rhodes, S. Franzen, J. Maria, M. Losego, D. N. Leonard, B. Laughlin, G. Duscher, and S. Weibel, J. Appl. Phys. 100, 054905 (2006).
[CrossRef]

Freude, W.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. C. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Ge, Y.

Y. H. Kuo, Y. K. Lee, Y. Ge, S. Ren, J. E. Roth, T. I. Kamins, D. A. B. Miller, and J. S. Harris, Nature 437, 1334 (2005).
[CrossRef]

Hansen, O.

R. S. Jacobsen, K. N. Andersen, P. I. Borel, J. Fage-Pedersen, L. H. Frandsen, O. Hansen, M. Kristensen, A. V. Lavrinenko, G. Moulin, H. Ou, C. Peucheret, B. Zsigri, and A. Bjarklev, Nature 441, 199 (2006).
[CrossRef]

Haque, R. R.

K. Shi, R. R. Haque, W. Zhao, R. Zhao, and Z. Lu, Proc. SPIE 8980, 898012 (2014).

Harris, J. S.

Y. H. Kuo, Y. K. Lee, Y. Ge, S. Ren, J. E. Roth, T. I. Kamins, D. A. B. Miller, and J. S. Harris, Nature 437, 1334 (2005).
[CrossRef]

Hillerkuss, D.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. C. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Hong, C. S.

Jacobsen, R. S.

R. S. Jacobsen, K. N. Andersen, P. I. Borel, J. Fage-Pedersen, L. H. Frandsen, O. Hansen, M. Kristensen, A. V. Lavrinenko, G. Moulin, H. Ou, C. Peucheret, B. Zsigri, and A. Bjarklev, Nature 441, 199 (2006).
[CrossRef]

Jenkins, D.

Jones, R.

A. Liu, R. Jones, L. Liao, D. Samara-Rubio, D. Rubin, O. Cohen, R. Nicolaescu, and M. Paniccia, Nature 427, 615 (2004).
[CrossRef]

Kamins, T. I.

Y. H. Kuo, Y. K. Lee, Y. Ge, S. Ren, J. E. Roth, T. I. Kamins, D. A. B. Miller, and J. S. Harris, Nature 437, 1334 (2005).
[CrossRef]

Kimerling, L. C.

J. Liu, M. Beals, A. Pomerene, S. Bernardis, R. Sun, J. Cheng, L. C. Kimerling, and J. Michel, Nat. Photonics 2, 433 (2008).
[CrossRef]

Kohl, M.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. C. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Koos, C.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. C. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Korn, D.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. C. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Kretschmann, E.

E. Kretschmann and H. Raether, Z. Nathruforsch. 23, 2125 (1968).

Kristensen, M.

R. S. Jacobsen, K. N. Andersen, P. I. Borel, J. Fage-Pedersen, L. H. Frandsen, O. Hansen, M. Kristensen, A. V. Lavrinenko, G. Moulin, H. Ou, C. Peucheret, B. Zsigri, and A. Bjarklev, Nature 441, 199 (2006).
[CrossRef]

Kuo, Y. H.

Y. H. Kuo, Y. K. Lee, Y. Ge, S. Ren, J. E. Roth, T. I. Kamins, D. A. B. Miller, and J. S. Harris, Nature 437, 1334 (2005).
[CrossRef]

Lanzillotti-Kimura, N. D.

V. J. Sorger, N. D. Lanzillotti-Kimura, R. M. Ma, and X. Zhang, Nanophotonics 1, 17 (2012).
[CrossRef]

Laughlin, B.

C. Rhodes, S. Franzen, J. Maria, M. Losego, D. N. Leonard, B. Laughlin, G. Duscher, and S. Weibel, J. Appl. Phys. 100, 054905 (2006).
[CrossRef]

Lavrinenko, A. V.

V. E. Babicheva and A. V. Lavrinenko, Opt. Commun. 285, 5500 (2012).
[CrossRef]

R. S. Jacobsen, K. N. Andersen, P. I. Borel, J. Fage-Pedersen, L. H. Frandsen, O. Hansen, M. Kristensen, A. V. Lavrinenko, G. Moulin, H. Ou, C. Peucheret, B. Zsigri, and A. Bjarklev, Nature 441, 199 (2006).
[CrossRef]

Lee, Y. K.

Y. H. Kuo, Y. K. Lee, Y. Ge, S. Ren, J. E. Roth, T. I. Kamins, D. A. B. Miller, and J. S. Harris, Nature 437, 1334 (2005).
[CrossRef]

Leonard, D. N.

C. Rhodes, S. Franzen, J. Maria, M. Losego, D. N. Leonard, B. Laughlin, G. Duscher, and S. Weibel, J. Appl. Phys. 100, 054905 (2006).
[CrossRef]

Leroy, F.

Leuthold, J.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. C. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Li, E.

S. H. Chu, D. J. Singh, J. Wang, E. Li, and K. P. Ong, Laser Photon. Rev. 6, 684 (2012).
[CrossRef]

Li, J.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. C. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Liao, L.

A. Liu, R. Jones, L. Liao, D. Samara-Rubio, D. Rubin, O. Cohen, R. Nicolaescu, and M. Paniccia, Nature 427, 615 (2004).
[CrossRef]

Lipson, M.

Q. Xu, B. Schmidt, S. Pradhan, and M. Lipson, Nature 435, 325 (2005).
[CrossRef]

Liu, A.

A. Liu, R. Jones, L. Liao, D. Samara-Rubio, D. Rubin, O. Cohen, R. Nicolaescu, and M. Paniccia, Nature 427, 615 (2004).
[CrossRef]

Liu, J.

J. Liu, M. Beals, A. Pomerene, S. Bernardis, R. Sun, J. Cheng, L. C. Kimerling, and J. Michel, Nat. Photonics 2, 433 (2008).
[CrossRef]

Losego, M.

C. Rhodes, S. Franzen, J. Maria, M. Losego, D. N. Leonard, B. Laughlin, G. Duscher, and S. Weibel, J. Appl. Phys. 100, 054905 (2006).
[CrossRef]

Lu, Z.

K. Shi, R. R. Haque, W. Zhao, R. Zhao, and Z. Lu, Proc. SPIE 8980, 898012 (2014).

W. Zhao, K. Shi, and Z. Lu, Opt. Lett. 38, 4342 (2013).
[CrossRef]

Z. Lu, W. Zhao, and K. Shi, IEEE Photon. J. 4, 735 (2012).
[CrossRef]

Ma, R. M.

V. J. Sorger, N. D. Lanzillotti-Kimura, R. M. Ma, and X. Zhang, Nanophotonics 1, 17 (2012).
[CrossRef]

Maglione, M.

Maria, J.

C. Rhodes, S. Franzen, J. Maria, M. Losego, D. N. Leonard, B. Laughlin, G. Duscher, and S. Weibel, J. Appl. Phys. 100, 054905 (2006).
[CrossRef]

Melikyan, A.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. C. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Menchini, F.

Michel, J.

J. Liu, M. Beals, A. Pomerene, S. Bernardis, R. Sun, J. Cheng, L. C. Kimerling, and J. Michel, Nat. Photonics 2, 433 (2008).
[CrossRef]

Michelotti, F.

Miller, D. A. B.

Y. H. Kuo, Y. K. Lee, Y. Ge, S. Ren, J. E. Roth, T. I. Kamins, D. A. B. Miller, and J. S. Harris, Nature 437, 1334 (2005).
[CrossRef]

Moulin, G.

R. S. Jacobsen, K. N. Andersen, P. I. Borel, J. Fage-Pedersen, L. H. Frandsen, O. Hansen, M. Kristensen, A. V. Lavrinenko, G. Moulin, H. Ou, C. Peucheret, B. Zsigri, and A. Bjarklev, Nature 441, 199 (2006).
[CrossRef]

Muehlbrandt, S.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. C. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Muslija, A.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. C. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Nicolaescu, R.

A. Liu, R. Jones, L. Liao, D. Samara-Rubio, D. Rubin, O. Cohen, R. Nicolaescu, and M. Paniccia, Nature 427, 615 (2004).
[CrossRef]

Ong, K. P.

S. H. Chu, D. J. Singh, J. Wang, E. Li, and K. P. Ong, Laser Photon. Rev. 6, 684 (2012).
[CrossRef]

Ou, H.

R. S. Jacobsen, K. N. Andersen, P. I. Borel, J. Fage-Pedersen, L. H. Frandsen, O. Hansen, M. Kristensen, A. V. Lavrinenko, G. Moulin, H. Ou, C. Peucheret, B. Zsigri, and A. Bjarklev, Nature 441, 199 (2006).
[CrossRef]

Palmer, R.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. C. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Paniccia, M.

A. Liu, R. Jones, L. Liao, D. Samara-Rubio, D. Rubin, O. Cohen, R. Nicolaescu, and M. Paniccia, Nature 427, 615 (2004).
[CrossRef]

Payan, S.

Peucheret, C.

R. S. Jacobsen, K. N. Andersen, P. I. Borel, J. Fage-Pedersen, L. H. Frandsen, O. Hansen, M. Kristensen, A. V. Lavrinenko, G. Moulin, H. Ou, C. Peucheret, B. Zsigri, and A. Bjarklev, Nature 441, 199 (2006).
[CrossRef]

Pomerene, A.

J. Liu, M. Beals, A. Pomerene, S. Bernardis, R. Sun, J. Cheng, L. C. Kimerling, and J. Michel, Nat. Photonics 2, 433 (2008).
[CrossRef]

Pradhan, S.

Q. Xu, B. Schmidt, S. Pradhan, and M. Lipson, Nature 435, 325 (2005).
[CrossRef]

Raether, H.

E. Kretschmann and H. Raether, Z. Nathruforsch. 23, 2125 (1968).

Ren, S.

Y. H. Kuo, Y. K. Lee, Y. Ge, S. Ren, J. E. Roth, T. I. Kamins, D. A. B. Miller, and J. S. Harris, Nature 437, 1334 (2005).
[CrossRef]

Rhodes, C.

C. Rhodes, S. Franzen, J. Maria, M. Losego, D. N. Leonard, B. Laughlin, G. Duscher, and S. Weibel, J. Appl. Phys. 100, 054905 (2006).
[CrossRef]

Robusto, P.

P. Robusto and R. Braunstein, Phys. Status Solidi 119, 155 (1990).
[CrossRef]

Roth, J. E.

Y. H. Kuo, Y. K. Lee, Y. Ge, S. Ren, J. E. Roth, T. I. Kamins, D. A. B. Miller, and J. S. Harris, Nature 437, 1334 (2005).
[CrossRef]

Rousseau, A.

Rubin, D.

A. Liu, R. Jones, L. Liao, D. Samara-Rubio, D. Rubin, O. Cohen, R. Nicolaescu, and M. Paniccia, Nature 427, 615 (2004).
[CrossRef]

Samara-Rubio, D.

A. Liu, R. Jones, L. Liao, D. Samara-Rubio, D. Rubin, O. Cohen, R. Nicolaescu, and M. Paniccia, Nature 427, 615 (2004).
[CrossRef]

Schindler, P. C.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. C. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Schmidt, B.

Q. Xu, B. Schmidt, S. Pradhan, and M. Lipson, Nature 435, 325 (2005).
[CrossRef]

Shi, K.

K. Shi, R. R. Haque, W. Zhao, R. Zhao, and Z. Lu, Proc. SPIE 8980, 898012 (2014).

W. Zhao, K. Shi, and Z. Lu, Opt. Lett. 38, 4342 (2013).
[CrossRef]

Z. Lu, W. Zhao, and K. Shi, IEEE Photon. J. 4, 735 (2012).
[CrossRef]

Singh, D. J.

S. H. Chu, D. J. Singh, J. Wang, E. Li, and K. P. Ong, Laser Photon. Rev. 6, 684 (2012).
[CrossRef]

Sommer, M.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. C. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Sorger, V. J.

V. J. Sorger, N. D. Lanzillotti-Kimura, R. M. Ma, and X. Zhang, Nanophotonics 1, 17 (2012).
[CrossRef]

Sun, R.

J. Liu, M. Beals, A. Pomerene, S. Bernardis, R. Sun, J. Cheng, L. C. Kimerling, and J. Michel, Nat. Photonics 2, 433 (2008).
[CrossRef]

Van Thourhout, D.

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. C. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Wallace, R.

G. Wilk, R. Wallace, and J. Anthony, J. Appl. Phys. 89, 5243 (2001).
[CrossRef]

Wang, J.

S. H. Chu, D. J. Singh, J. Wang, E. Li, and K. P. Ong, Laser Photon. Rev. 6, 684 (2012).
[CrossRef]

Weibel, S.

C. Rhodes, S. Franzen, J. Maria, M. Losego, D. N. Leonard, B. Laughlin, G. Duscher, and S. Weibel, J. Appl. Phys. 100, 054905 (2006).
[CrossRef]

Wilk, G.

G. Wilk, R. Wallace, and J. Anthony, J. Appl. Phys. 89, 5243 (2001).
[CrossRef]

Xu, Q.

Q. Xu, B. Schmidt, S. Pradhan, and M. Lipson, Nature 435, 325 (2005).
[CrossRef]

Yariv, A.

Yeh, P.

Zhang, X.

V. J. Sorger, N. D. Lanzillotti-Kimura, R. M. Ma, and X. Zhang, Nanophotonics 1, 17 (2012).
[CrossRef]

Zhao, R.

K. Shi, R. R. Haque, W. Zhao, R. Zhao, and Z. Lu, Proc. SPIE 8980, 898012 (2014).

Zhao, W.

K. Shi, R. R. Haque, W. Zhao, R. Zhao, and Z. Lu, Proc. SPIE 8980, 898012 (2014).

W. Zhao, K. Shi, and Z. Lu, Opt. Lett. 38, 4342 (2013).
[CrossRef]

Z. Lu, W. Zhao, and K. Shi, IEEE Photon. J. 4, 735 (2012).
[CrossRef]

Zsigri, B.

R. S. Jacobsen, K. N. Andersen, P. I. Borel, J. Fage-Pedersen, L. H. Frandsen, O. Hansen, M. Kristensen, A. V. Lavrinenko, G. Moulin, H. Ou, C. Peucheret, B. Zsigri, and A. Bjarklev, Nature 441, 199 (2006).
[CrossRef]

IEEE Photon. J. (1)

Z. Lu, W. Zhao, and K. Shi, IEEE Photon. J. 4, 735 (2012).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (2)

G. Wilk, R. Wallace, and J. Anthony, J. Appl. Phys. 89, 5243 (2001).
[CrossRef]

C. Rhodes, S. Franzen, J. Maria, M. Losego, D. N. Leonard, B. Laughlin, G. Duscher, and S. Weibel, J. Appl. Phys. 100, 054905 (2006).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. (1)

Laser Photon. Rev. (1)

S. H. Chu, D. J. Singh, J. Wang, E. Li, and K. P. Ong, Laser Photon. Rev. 6, 684 (2012).
[CrossRef]

Nano Lett. (1)

E. Feigenbaum, K. Diest, and H. A. Atwater, Nano Lett. 10, 2111 (2010).
[CrossRef]

Nanophotonics (1)

V. J. Sorger, N. D. Lanzillotti-Kimura, R. M. Ma, and X. Zhang, Nanophotonics 1, 17 (2012).
[CrossRef]

Nat. Photonics (2)

J. Liu, M. Beals, A. Pomerene, S. Bernardis, R. Sun, J. Cheng, L. C. Kimerling, and J. Michel, Nat. Photonics 2, 433 (2008).
[CrossRef]

A. Melikyan, L. Alloatti, A. Muslija, D. Hillerkuss, P. C. Schindler, J. Li, R. Palmer, D. Korn, S. Muehlbrandt, D. Van Thourhout, B. Chen, R. Dinu, M. Sommer, C. Koos, M. Kohl, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photonics 8, 229 (2014).
[CrossRef]

Nature (4)

Y. H. Kuo, Y. K. Lee, Y. Ge, S. Ren, J. E. Roth, T. I. Kamins, D. A. B. Miller, and J. S. Harris, Nature 437, 1334 (2005).
[CrossRef]

A. Liu, R. Jones, L. Liao, D. Samara-Rubio, D. Rubin, O. Cohen, R. Nicolaescu, and M. Paniccia, Nature 427, 615 (2004).
[CrossRef]

R. S. Jacobsen, K. N. Andersen, P. I. Borel, J. Fage-Pedersen, L. H. Frandsen, O. Hansen, M. Kristensen, A. V. Lavrinenko, G. Moulin, H. Ou, C. Peucheret, B. Zsigri, and A. Bjarklev, Nature 441, 199 (2006).
[CrossRef]

Q. Xu, B. Schmidt, S. Pradhan, and M. Lipson, Nature 435, 325 (2005).
[CrossRef]

Opt. Commun. (1)

V. E. Babicheva and A. V. Lavrinenko, Opt. Commun. 285, 5500 (2012).
[CrossRef]

Opt. Lett. (3)

Phys. Status Solidi (1)

P. Robusto and R. Braunstein, Phys. Status Solidi 119, 155 (1990).
[CrossRef]

Proc. SPIE (1)

K. Shi, R. R. Haque, W. Zhao, R. Zhao, and Z. Lu, Proc. SPIE 8980, 898012 (2014).

Z. Nathruforsch. (1)

E. Kretschmann and H. Raether, Z. Nathruforsch. 23, 2125 (1968).

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.

Illustration of an ITO-based multilayer EO modulator.

Fig. 2.
Fig. 2.

(a) Cross section of the proposed multilayer ITO modulator. (b) Picture of the fabricated modulator. (c) Illustration of the setup for ATR measurement.

Fig. 3.
Fig. 3.

(a) Fitting of the dielectric constant (real and imaginary part) of the active ITO layer (the rest of the ITO layer remains untuned with the value of the blue markers). Blue, green, and red markers correspond to parameters with zero bias, positive bias, and negative bias, respectively; solid and dashed lines are from further fitting by the Drude model. (b)–(e) Reflectance as a function of incident angle for the modulator under different applied voltages for different wavelengths (solid lines) and the fitting curves (dashed lines).

Fig. 4.
Fig. 4.

Power reflectance as a function of applied voltage at the modulation angle for λ0=1550nm.

Fig. 5.
Fig. 5.

Power reflectance as a function of time at the modulation angle for λ0=1550nm. (a) Fast modulation. (b) Slow modulation. Inset: reflectance change within 60 s.

Tables (1)

Tables Icon

Table 1. Fitting of the Dielectric Constant of the Active ITO Layer and Maximum Modulation Depth

Equations (3)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

ε=ε+jε=ε[1ωp2ω(ω+jγ)],
ωp=Ne2εε0m*,
pd=12σE212εE212ε/|ε|2,

Metrics