Abstract

We report a partially directional microdisk semiconductor laser with subwavelength-scale boundary perturbations for asymmetric backscattering of counterpropagating whispering gallery modes. Unlike the previous approaches based on optical bistability, the directionality and chirality of the laser modes can be fine-tuned and partially controlled by adjusting the dimension, shape, and relative positions of Rayleigh scatterers on the microdisk perimeter. The controlled directionality is investigated using numerical simulations and experiments for wavelength-scale microdisk resonators with an azimuthal mode number of 5.

© 2014 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1992).
    [CrossRef]
  2. V. Van, T. A. Ibrahim, P. P. Absil, F. G. Johnson, R. Grover, and P.-T. Ho, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 8, 705 (2002).
    [CrossRef]
  3. L. Liu, R. Kumar, K. Huybrechts, T. Spuesens, G. Roelkens, E.-J. Geluk, T. de Vries, P. Regreny, D. Van Thourhout, R. Baets, and G. Morthier, Nat. Photonics 4, 182 (2010).
    [CrossRef]
  4. B. Redding, L. Ge, G. S. Solomon, and H. Cao, Appl. Phys. Lett. 100, 061125 (2012).
    [CrossRef]
  5. B. Redding, L. Ge, Q. Song, J. Wiersig, G. S. Solomon, and H. Cao, Phys. Rev. Lett. 108, 253902 (2012).
    [CrossRef]
  6. D. Liang, S. Srinivasan, D. A. Fattal, M. Fiorentino, Z. Huang, D. T. Spencer, J. E. Bowers, and R. G. Beausoleil, IEEE Photon. Technol. Lett. 24, 1988 (2012).
    [CrossRef]
  7. X. Cai, G. Mezosi, M. Sorel, Z. Wang, Y. Shu, P. Jiang, and S. Yu, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 1636 (2011).
    [CrossRef]
  8. M. T. Hill, H. J. S. Dorren, T. de Vries, X. J. M. Leijtens, J. H. den Besten, B. Smalbrugge, Y.-S. Oei, H. Binsma, G.-D. Khoe, and M. K. Smit, Nature 432, 206 (2004).
    [CrossRef]
  9. M. Kneissl, M. Teepe, N. Miyashita, N. M. Johnson, G. D. Chern, and R. K. Chang, Appl. Phys. Lett. 84, 2485 (2004).
    [CrossRef]
  10. L. Mahler, A. Tredicucci, F. Beltram, C. Walther, J. Faist, B. Witzigmann, H. E. Beere, and D. A. Ritchie, Nat. Photonics 3, 46 (2008).
    [CrossRef]
  11. L. Deych, M. Ostrowski, and Y. Yi, Opt. Lett. 36, 3154 (2011).
    [CrossRef]
  12. A. Mazzei, S. Götzinger, L. S. Menezes, G. Zumofen, O. Benson, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 99, 173603 (2007).
    [CrossRef]
  13. J. Zhu, Ş. K. Özdemir, L. He, and L. Yang, Opt. Express 18, 23535 (2010).
    [CrossRef]
  14. J. Wiersig, Phys. Rev. A 84, 063828 (2011).
    [CrossRef]
  15. L. He, Ş. K. Özdemir, J. Zhu, W. Kim, and L. Yang, Nat. Nanotechnol. 6, 428 (2011).
    [CrossRef]
  16. A. Schlehahn, F. Albert, C. Schneider, S. Höfling, S. Reitzenstein, J. Wiersig, and M. Kamp, Opt. Express 21, 15951 (2013).
    [CrossRef]
  17. N. C. Frateschi and A. F. J. Levi, J. Appl. Phys. 80, 644 (1996).
    [CrossRef]

2013

2012

B. Redding, L. Ge, G. S. Solomon, and H. Cao, Appl. Phys. Lett. 100, 061125 (2012).
[CrossRef]

B. Redding, L. Ge, Q. Song, J. Wiersig, G. S. Solomon, and H. Cao, Phys. Rev. Lett. 108, 253902 (2012).
[CrossRef]

D. Liang, S. Srinivasan, D. A. Fattal, M. Fiorentino, Z. Huang, D. T. Spencer, J. E. Bowers, and R. G. Beausoleil, IEEE Photon. Technol. Lett. 24, 1988 (2012).
[CrossRef]

2011

X. Cai, G. Mezosi, M. Sorel, Z. Wang, Y. Shu, P. Jiang, and S. Yu, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 1636 (2011).
[CrossRef]

L. Deych, M. Ostrowski, and Y. Yi, Opt. Lett. 36, 3154 (2011).
[CrossRef]

J. Wiersig, Phys. Rev. A 84, 063828 (2011).
[CrossRef]

L. He, Ş. K. Özdemir, J. Zhu, W. Kim, and L. Yang, Nat. Nanotechnol. 6, 428 (2011).
[CrossRef]

2010

L. Liu, R. Kumar, K. Huybrechts, T. Spuesens, G. Roelkens, E.-J. Geluk, T. de Vries, P. Regreny, D. Van Thourhout, R. Baets, and G. Morthier, Nat. Photonics 4, 182 (2010).
[CrossRef]

J. Zhu, Ş. K. Özdemir, L. He, and L. Yang, Opt. Express 18, 23535 (2010).
[CrossRef]

2008

L. Mahler, A. Tredicucci, F. Beltram, C. Walther, J. Faist, B. Witzigmann, H. E. Beere, and D. A. Ritchie, Nat. Photonics 3, 46 (2008).
[CrossRef]

2007

A. Mazzei, S. Götzinger, L. S. Menezes, G. Zumofen, O. Benson, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 99, 173603 (2007).
[CrossRef]

2004

M. T. Hill, H. J. S. Dorren, T. de Vries, X. J. M. Leijtens, J. H. den Besten, B. Smalbrugge, Y.-S. Oei, H. Binsma, G.-D. Khoe, and M. K. Smit, Nature 432, 206 (2004).
[CrossRef]

M. Kneissl, M. Teepe, N. Miyashita, N. M. Johnson, G. D. Chern, and R. K. Chang, Appl. Phys. Lett. 84, 2485 (2004).
[CrossRef]

2002

V. Van, T. A. Ibrahim, P. P. Absil, F. G. Johnson, R. Grover, and P.-T. Ho, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 8, 705 (2002).
[CrossRef]

1996

N. C. Frateschi and A. F. J. Levi, J. Appl. Phys. 80, 644 (1996).
[CrossRef]

1992

S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1992).
[CrossRef]

Absil, P. P.

V. Van, T. A. Ibrahim, P. P. Absil, F. G. Johnson, R. Grover, and P.-T. Ho, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 8, 705 (2002).
[CrossRef]

Albert, F.

Baets, R.

L. Liu, R. Kumar, K. Huybrechts, T. Spuesens, G. Roelkens, E.-J. Geluk, T. de Vries, P. Regreny, D. Van Thourhout, R. Baets, and G. Morthier, Nat. Photonics 4, 182 (2010).
[CrossRef]

Beausoleil, R. G.

D. Liang, S. Srinivasan, D. A. Fattal, M. Fiorentino, Z. Huang, D. T. Spencer, J. E. Bowers, and R. G. Beausoleil, IEEE Photon. Technol. Lett. 24, 1988 (2012).
[CrossRef]

Beere, H. E.

L. Mahler, A. Tredicucci, F. Beltram, C. Walther, J. Faist, B. Witzigmann, H. E. Beere, and D. A. Ritchie, Nat. Photonics 3, 46 (2008).
[CrossRef]

Beltram, F.

L. Mahler, A. Tredicucci, F. Beltram, C. Walther, J. Faist, B. Witzigmann, H. E. Beere, and D. A. Ritchie, Nat. Photonics 3, 46 (2008).
[CrossRef]

Benson, O.

A. Mazzei, S. Götzinger, L. S. Menezes, G. Zumofen, O. Benson, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 99, 173603 (2007).
[CrossRef]

Binsma, H.

M. T. Hill, H. J. S. Dorren, T. de Vries, X. J. M. Leijtens, J. H. den Besten, B. Smalbrugge, Y.-S. Oei, H. Binsma, G.-D. Khoe, and M. K. Smit, Nature 432, 206 (2004).
[CrossRef]

Bowers, J. E.

D. Liang, S. Srinivasan, D. A. Fattal, M. Fiorentino, Z. Huang, D. T. Spencer, J. E. Bowers, and R. G. Beausoleil, IEEE Photon. Technol. Lett. 24, 1988 (2012).
[CrossRef]

Cai, X.

X. Cai, G. Mezosi, M. Sorel, Z. Wang, Y. Shu, P. Jiang, and S. Yu, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 1636 (2011).
[CrossRef]

Cao, H.

B. Redding, L. Ge, Q. Song, J. Wiersig, G. S. Solomon, and H. Cao, Phys. Rev. Lett. 108, 253902 (2012).
[CrossRef]

B. Redding, L. Ge, G. S. Solomon, and H. Cao, Appl. Phys. Lett. 100, 061125 (2012).
[CrossRef]

Chang, R. K.

M. Kneissl, M. Teepe, N. Miyashita, N. M. Johnson, G. D. Chern, and R. K. Chang, Appl. Phys. Lett. 84, 2485 (2004).
[CrossRef]

Chern, G. D.

M. Kneissl, M. Teepe, N. Miyashita, N. M. Johnson, G. D. Chern, and R. K. Chang, Appl. Phys. Lett. 84, 2485 (2004).
[CrossRef]

de Vries, T.

L. Liu, R. Kumar, K. Huybrechts, T. Spuesens, G. Roelkens, E.-J. Geluk, T. de Vries, P. Regreny, D. Van Thourhout, R. Baets, and G. Morthier, Nat. Photonics 4, 182 (2010).
[CrossRef]

M. T. Hill, H. J. S. Dorren, T. de Vries, X. J. M. Leijtens, J. H. den Besten, B. Smalbrugge, Y.-S. Oei, H. Binsma, G.-D. Khoe, and M. K. Smit, Nature 432, 206 (2004).
[CrossRef]

den Besten, J. H.

M. T. Hill, H. J. S. Dorren, T. de Vries, X. J. M. Leijtens, J. H. den Besten, B. Smalbrugge, Y.-S. Oei, H. Binsma, G.-D. Khoe, and M. K. Smit, Nature 432, 206 (2004).
[CrossRef]

Deych, L.

Dorren, H. J. S.

M. T. Hill, H. J. S. Dorren, T. de Vries, X. J. M. Leijtens, J. H. den Besten, B. Smalbrugge, Y.-S. Oei, H. Binsma, G.-D. Khoe, and M. K. Smit, Nature 432, 206 (2004).
[CrossRef]

Faist, J.

L. Mahler, A. Tredicucci, F. Beltram, C. Walther, J. Faist, B. Witzigmann, H. E. Beere, and D. A. Ritchie, Nat. Photonics 3, 46 (2008).
[CrossRef]

Fattal, D. A.

D. Liang, S. Srinivasan, D. A. Fattal, M. Fiorentino, Z. Huang, D. T. Spencer, J. E. Bowers, and R. G. Beausoleil, IEEE Photon. Technol. Lett. 24, 1988 (2012).
[CrossRef]

Fiorentino, M.

D. Liang, S. Srinivasan, D. A. Fattal, M. Fiorentino, Z. Huang, D. T. Spencer, J. E. Bowers, and R. G. Beausoleil, IEEE Photon. Technol. Lett. 24, 1988 (2012).
[CrossRef]

Frateschi, N. C.

N. C. Frateschi and A. F. J. Levi, J. Appl. Phys. 80, 644 (1996).
[CrossRef]

Ge, L.

B. Redding, L. Ge, G. S. Solomon, and H. Cao, Appl. Phys. Lett. 100, 061125 (2012).
[CrossRef]

B. Redding, L. Ge, Q. Song, J. Wiersig, G. S. Solomon, and H. Cao, Phys. Rev. Lett. 108, 253902 (2012).
[CrossRef]

Geluk, E.-J.

L. Liu, R. Kumar, K. Huybrechts, T. Spuesens, G. Roelkens, E.-J. Geluk, T. de Vries, P. Regreny, D. Van Thourhout, R. Baets, and G. Morthier, Nat. Photonics 4, 182 (2010).
[CrossRef]

Götzinger, S.

A. Mazzei, S. Götzinger, L. S. Menezes, G. Zumofen, O. Benson, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 99, 173603 (2007).
[CrossRef]

Grover, R.

V. Van, T. A. Ibrahim, P. P. Absil, F. G. Johnson, R. Grover, and P.-T. Ho, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 8, 705 (2002).
[CrossRef]

He, L.

L. He, Ş. K. Özdemir, J. Zhu, W. Kim, and L. Yang, Nat. Nanotechnol. 6, 428 (2011).
[CrossRef]

J. Zhu, Ş. K. Özdemir, L. He, and L. Yang, Opt. Express 18, 23535 (2010).
[CrossRef]

Hill, M. T.

M. T. Hill, H. J. S. Dorren, T. de Vries, X. J. M. Leijtens, J. H. den Besten, B. Smalbrugge, Y.-S. Oei, H. Binsma, G.-D. Khoe, and M. K. Smit, Nature 432, 206 (2004).
[CrossRef]

Ho, P.-T.

V. Van, T. A. Ibrahim, P. P. Absil, F. G. Johnson, R. Grover, and P.-T. Ho, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 8, 705 (2002).
[CrossRef]

Höfling, S.

Huang, Z.

D. Liang, S. Srinivasan, D. A. Fattal, M. Fiorentino, Z. Huang, D. T. Spencer, J. E. Bowers, and R. G. Beausoleil, IEEE Photon. Technol. Lett. 24, 1988 (2012).
[CrossRef]

Huybrechts, K.

L. Liu, R. Kumar, K. Huybrechts, T. Spuesens, G. Roelkens, E.-J. Geluk, T. de Vries, P. Regreny, D. Van Thourhout, R. Baets, and G. Morthier, Nat. Photonics 4, 182 (2010).
[CrossRef]

Ibrahim, T. A.

V. Van, T. A. Ibrahim, P. P. Absil, F. G. Johnson, R. Grover, and P.-T. Ho, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 8, 705 (2002).
[CrossRef]

Jiang, P.

X. Cai, G. Mezosi, M. Sorel, Z. Wang, Y. Shu, P. Jiang, and S. Yu, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 1636 (2011).
[CrossRef]

Johnson, F. G.

V. Van, T. A. Ibrahim, P. P. Absil, F. G. Johnson, R. Grover, and P.-T. Ho, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 8, 705 (2002).
[CrossRef]

Johnson, N. M.

M. Kneissl, M. Teepe, N. Miyashita, N. M. Johnson, G. D. Chern, and R. K. Chang, Appl. Phys. Lett. 84, 2485 (2004).
[CrossRef]

Kamp, M.

Khoe, G.-D.

M. T. Hill, H. J. S. Dorren, T. de Vries, X. J. M. Leijtens, J. H. den Besten, B. Smalbrugge, Y.-S. Oei, H. Binsma, G.-D. Khoe, and M. K. Smit, Nature 432, 206 (2004).
[CrossRef]

Kim, W.

L. He, Ş. K. Özdemir, J. Zhu, W. Kim, and L. Yang, Nat. Nanotechnol. 6, 428 (2011).
[CrossRef]

Kneissl, M.

M. Kneissl, M. Teepe, N. Miyashita, N. M. Johnson, G. D. Chern, and R. K. Chang, Appl. Phys. Lett. 84, 2485 (2004).
[CrossRef]

Kumar, R.

L. Liu, R. Kumar, K. Huybrechts, T. Spuesens, G. Roelkens, E.-J. Geluk, T. de Vries, P. Regreny, D. Van Thourhout, R. Baets, and G. Morthier, Nat. Photonics 4, 182 (2010).
[CrossRef]

Leijtens, X. J. M.

M. T. Hill, H. J. S. Dorren, T. de Vries, X. J. M. Leijtens, J. H. den Besten, B. Smalbrugge, Y.-S. Oei, H. Binsma, G.-D. Khoe, and M. K. Smit, Nature 432, 206 (2004).
[CrossRef]

Levi, A. F. J.

N. C. Frateschi and A. F. J. Levi, J. Appl. Phys. 80, 644 (1996).
[CrossRef]

S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1992).
[CrossRef]

Liang, D.

D. Liang, S. Srinivasan, D. A. Fattal, M. Fiorentino, Z. Huang, D. T. Spencer, J. E. Bowers, and R. G. Beausoleil, IEEE Photon. Technol. Lett. 24, 1988 (2012).
[CrossRef]

Liu, L.

L. Liu, R. Kumar, K. Huybrechts, T. Spuesens, G. Roelkens, E.-J. Geluk, T. de Vries, P. Regreny, D. Van Thourhout, R. Baets, and G. Morthier, Nat. Photonics 4, 182 (2010).
[CrossRef]

Logan, R. A.

S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1992).
[CrossRef]

Mahler, L.

L. Mahler, A. Tredicucci, F. Beltram, C. Walther, J. Faist, B. Witzigmann, H. E. Beere, and D. A. Ritchie, Nat. Photonics 3, 46 (2008).
[CrossRef]

Mazzei, A.

A. Mazzei, S. Götzinger, L. S. Menezes, G. Zumofen, O. Benson, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 99, 173603 (2007).
[CrossRef]

McCall, S. L.

S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1992).
[CrossRef]

Menezes, L. S.

A. Mazzei, S. Götzinger, L. S. Menezes, G. Zumofen, O. Benson, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 99, 173603 (2007).
[CrossRef]

Mezosi, G.

X. Cai, G. Mezosi, M. Sorel, Z. Wang, Y. Shu, P. Jiang, and S. Yu, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 1636 (2011).
[CrossRef]

Miyashita, N.

M. Kneissl, M. Teepe, N. Miyashita, N. M. Johnson, G. D. Chern, and R. K. Chang, Appl. Phys. Lett. 84, 2485 (2004).
[CrossRef]

Morthier, G.

L. Liu, R. Kumar, K. Huybrechts, T. Spuesens, G. Roelkens, E.-J. Geluk, T. de Vries, P. Regreny, D. Van Thourhout, R. Baets, and G. Morthier, Nat. Photonics 4, 182 (2010).
[CrossRef]

Oei, Y.-S.

M. T. Hill, H. J. S. Dorren, T. de Vries, X. J. M. Leijtens, J. H. den Besten, B. Smalbrugge, Y.-S. Oei, H. Binsma, G.-D. Khoe, and M. K. Smit, Nature 432, 206 (2004).
[CrossRef]

Ostrowski, M.

Özdemir, S. K.

L. He, Ş. K. Özdemir, J. Zhu, W. Kim, and L. Yang, Nat. Nanotechnol. 6, 428 (2011).
[CrossRef]

J. Zhu, Ş. K. Özdemir, L. He, and L. Yang, Opt. Express 18, 23535 (2010).
[CrossRef]

Pearton, S. J.

S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1992).
[CrossRef]

Redding, B.

B. Redding, L. Ge, Q. Song, J. Wiersig, G. S. Solomon, and H. Cao, Phys. Rev. Lett. 108, 253902 (2012).
[CrossRef]

B. Redding, L. Ge, G. S. Solomon, and H. Cao, Appl. Phys. Lett. 100, 061125 (2012).
[CrossRef]

Regreny, P.

L. Liu, R. Kumar, K. Huybrechts, T. Spuesens, G. Roelkens, E.-J. Geluk, T. de Vries, P. Regreny, D. Van Thourhout, R. Baets, and G. Morthier, Nat. Photonics 4, 182 (2010).
[CrossRef]

Reitzenstein, S.

Ritchie, D. A.

L. Mahler, A. Tredicucci, F. Beltram, C. Walther, J. Faist, B. Witzigmann, H. E. Beere, and D. A. Ritchie, Nat. Photonics 3, 46 (2008).
[CrossRef]

Roelkens, G.

L. Liu, R. Kumar, K. Huybrechts, T. Spuesens, G. Roelkens, E.-J. Geluk, T. de Vries, P. Regreny, D. Van Thourhout, R. Baets, and G. Morthier, Nat. Photonics 4, 182 (2010).
[CrossRef]

Sandoghdar, V.

A. Mazzei, S. Götzinger, L. S. Menezes, G. Zumofen, O. Benson, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 99, 173603 (2007).
[CrossRef]

Schlehahn, A.

Schneider, C.

Shu, Y.

X. Cai, G. Mezosi, M. Sorel, Z. Wang, Y. Shu, P. Jiang, and S. Yu, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 1636 (2011).
[CrossRef]

Slusher, R. E.

S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1992).
[CrossRef]

Smalbrugge, B.

M. T. Hill, H. J. S. Dorren, T. de Vries, X. J. M. Leijtens, J. H. den Besten, B. Smalbrugge, Y.-S. Oei, H. Binsma, G.-D. Khoe, and M. K. Smit, Nature 432, 206 (2004).
[CrossRef]

Smit, M. K.

M. T. Hill, H. J. S. Dorren, T. de Vries, X. J. M. Leijtens, J. H. den Besten, B. Smalbrugge, Y.-S. Oei, H. Binsma, G.-D. Khoe, and M. K. Smit, Nature 432, 206 (2004).
[CrossRef]

Solomon, G. S.

B. Redding, L. Ge, Q. Song, J. Wiersig, G. S. Solomon, and H. Cao, Phys. Rev. Lett. 108, 253902 (2012).
[CrossRef]

B. Redding, L. Ge, G. S. Solomon, and H. Cao, Appl. Phys. Lett. 100, 061125 (2012).
[CrossRef]

Song, Q.

B. Redding, L. Ge, Q. Song, J. Wiersig, G. S. Solomon, and H. Cao, Phys. Rev. Lett. 108, 253902 (2012).
[CrossRef]

Sorel, M.

X. Cai, G. Mezosi, M. Sorel, Z. Wang, Y. Shu, P. Jiang, and S. Yu, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 1636 (2011).
[CrossRef]

Spencer, D. T.

D. Liang, S. Srinivasan, D. A. Fattal, M. Fiorentino, Z. Huang, D. T. Spencer, J. E. Bowers, and R. G. Beausoleil, IEEE Photon. Technol. Lett. 24, 1988 (2012).
[CrossRef]

Spuesens, T.

L. Liu, R. Kumar, K. Huybrechts, T. Spuesens, G. Roelkens, E.-J. Geluk, T. de Vries, P. Regreny, D. Van Thourhout, R. Baets, and G. Morthier, Nat. Photonics 4, 182 (2010).
[CrossRef]

Srinivasan, S.

D. Liang, S. Srinivasan, D. A. Fattal, M. Fiorentino, Z. Huang, D. T. Spencer, J. E. Bowers, and R. G. Beausoleil, IEEE Photon. Technol. Lett. 24, 1988 (2012).
[CrossRef]

Teepe, M.

M. Kneissl, M. Teepe, N. Miyashita, N. M. Johnson, G. D. Chern, and R. K. Chang, Appl. Phys. Lett. 84, 2485 (2004).
[CrossRef]

Tredicucci, A.

L. Mahler, A. Tredicucci, F. Beltram, C. Walther, J. Faist, B. Witzigmann, H. E. Beere, and D. A. Ritchie, Nat. Photonics 3, 46 (2008).
[CrossRef]

Van, V.

V. Van, T. A. Ibrahim, P. P. Absil, F. G. Johnson, R. Grover, and P.-T. Ho, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 8, 705 (2002).
[CrossRef]

Van Thourhout, D.

L. Liu, R. Kumar, K. Huybrechts, T. Spuesens, G. Roelkens, E.-J. Geluk, T. de Vries, P. Regreny, D. Van Thourhout, R. Baets, and G. Morthier, Nat. Photonics 4, 182 (2010).
[CrossRef]

Walther, C.

L. Mahler, A. Tredicucci, F. Beltram, C. Walther, J. Faist, B. Witzigmann, H. E. Beere, and D. A. Ritchie, Nat. Photonics 3, 46 (2008).
[CrossRef]

Wang, Z.

X. Cai, G. Mezosi, M. Sorel, Z. Wang, Y. Shu, P. Jiang, and S. Yu, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 1636 (2011).
[CrossRef]

Wiersig, J.

A. Schlehahn, F. Albert, C. Schneider, S. Höfling, S. Reitzenstein, J. Wiersig, and M. Kamp, Opt. Express 21, 15951 (2013).
[CrossRef]

B. Redding, L. Ge, Q. Song, J. Wiersig, G. S. Solomon, and H. Cao, Phys. Rev. Lett. 108, 253902 (2012).
[CrossRef]

J. Wiersig, Phys. Rev. A 84, 063828 (2011).
[CrossRef]

Witzigmann, B.

L. Mahler, A. Tredicucci, F. Beltram, C. Walther, J. Faist, B. Witzigmann, H. E. Beere, and D. A. Ritchie, Nat. Photonics 3, 46 (2008).
[CrossRef]

Yang, L.

L. He, Ş. K. Özdemir, J. Zhu, W. Kim, and L. Yang, Nat. Nanotechnol. 6, 428 (2011).
[CrossRef]

J. Zhu, Ş. K. Özdemir, L. He, and L. Yang, Opt. Express 18, 23535 (2010).
[CrossRef]

Yi, Y.

Yu, S.

X. Cai, G. Mezosi, M. Sorel, Z. Wang, Y. Shu, P. Jiang, and S. Yu, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 1636 (2011).
[CrossRef]

Zhu, J.

L. He, Ş. K. Özdemir, J. Zhu, W. Kim, and L. Yang, Nat. Nanotechnol. 6, 428 (2011).
[CrossRef]

J. Zhu, Ş. K. Özdemir, L. He, and L. Yang, Opt. Express 18, 23535 (2010).
[CrossRef]

Zumofen, G.

A. Mazzei, S. Götzinger, L. S. Menezes, G. Zumofen, O. Benson, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 99, 173603 (2007).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett.

S. L. McCall, A. F. J. Levi, R. E. Slusher, S. J. Pearton, and R. A. Logan, Appl. Phys. Lett. 60, 289 (1992).
[CrossRef]

B. Redding, L. Ge, G. S. Solomon, and H. Cao, Appl. Phys. Lett. 100, 061125 (2012).
[CrossRef]

M. Kneissl, M. Teepe, N. Miyashita, N. M. Johnson, G. D. Chern, and R. K. Chang, Appl. Phys. Lett. 84, 2485 (2004).
[CrossRef]

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.

V. Van, T. A. Ibrahim, P. P. Absil, F. G. Johnson, R. Grover, and P.-T. Ho, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 8, 705 (2002).
[CrossRef]

IEEE Photon. Technol. Lett.

D. Liang, S. Srinivasan, D. A. Fattal, M. Fiorentino, Z. Huang, D. T. Spencer, J. E. Bowers, and R. G. Beausoleil, IEEE Photon. Technol. Lett. 24, 1988 (2012).
[CrossRef]

X. Cai, G. Mezosi, M. Sorel, Z. Wang, Y. Shu, P. Jiang, and S. Yu, IEEE Photon. Technol. Lett. 23, 1636 (2011).
[CrossRef]

J. Appl. Phys.

N. C. Frateschi and A. F. J. Levi, J. Appl. Phys. 80, 644 (1996).
[CrossRef]

Nat. Nanotechnol.

L. He, Ş. K. Özdemir, J. Zhu, W. Kim, and L. Yang, Nat. Nanotechnol. 6, 428 (2011).
[CrossRef]

Nat. Photonics

L. Mahler, A. Tredicucci, F. Beltram, C. Walther, J. Faist, B. Witzigmann, H. E. Beere, and D. A. Ritchie, Nat. Photonics 3, 46 (2008).
[CrossRef]

L. Liu, R. Kumar, K. Huybrechts, T. Spuesens, G. Roelkens, E.-J. Geluk, T. de Vries, P. Regreny, D. Van Thourhout, R. Baets, and G. Morthier, Nat. Photonics 4, 182 (2010).
[CrossRef]

Nature

M. T. Hill, H. J. S. Dorren, T. de Vries, X. J. M. Leijtens, J. H. den Besten, B. Smalbrugge, Y.-S. Oei, H. Binsma, G.-D. Khoe, and M. K. Smit, Nature 432, 206 (2004).
[CrossRef]

Opt. Express

Opt. Lett.

Phys. Rev. A

J. Wiersig, Phys. Rev. A 84, 063828 (2011).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett.

A. Mazzei, S. Götzinger, L. S. Menezes, G. Zumofen, O. Benson, and V. Sandoghdar, Phys. Rev. Lett. 99, 173603 (2007).
[CrossRef]

B. Redding, L. Ge, Q. Song, J. Wiersig, G. S. Solomon, and H. Cao, Phys. Rev. Lett. 108, 253902 (2012).
[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 (4)

Fig. 1.
Fig. 1.

(a) Schematic diagram of the proposed microdisk resonator design. (b) Scanning electron micrograph (SEM) of a typical microdisk resonator with two Rayleigh scatterers with j=2.4 (or β=0.48π). The eigenmode profiles from two-dimensional FEM simulations for (c), (d) j=2 and (e), (f) j=2.4 are also shown.

Fig. 2.
Fig. 2.

(a) Mode-splitting characteristics from three-dimensional FDTD simulations. (b) Computed normalized field magnitude (|Hz|) for j=2 (top) and 2.6 (bottom). The red circles (black squares) correspond to the eigenmode with higher (lower) effective refractive indices. (c) Calculated normalized angular momenta (|am|2) for j=2 (top), 2.4 (middle), and 2.6 (bottom). Circles (crosses) correspond to the eigenmode with higher (lower) effective refractive indices.

Fig. 3.
Fig. 3.

(a) Measured output intensities of the conventional microdisk laser (black circles) and the partially directional microdisk laser with j=2.4 (red crosses). Pth means the lasing threshold pump power. The evolution of the normalized emission spectra for (b) the circular microdisk and (c) the partially directional microdisk with j=2.4 for various pump powers from 0.7Pth to 3Pth are also shown.

Fig. 4.
Fig. 4.

Calculated chirality from the simulations (circles) and measured directionality (squares) as a function of the normalized angle, j. Inset: SEM of a partially directional microdisk with a coupling waveguide.

Equations (3)

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

a˙CCW=[iωo+(κoξ)/2+iA1]aCCW+iA1aCW,a˙CW=iA1aCCW[iωo+(κoξ)/2+iA1]aCW,
H=(ωoi(κoξ)/2+A1+A2(A1+A2ei2mβ)(A1+A2ei2mβ)ωoi(κoξ)/2+A1+A2),
ω±=ωoi(κoξ)/2+A1+A2(A1+A2ei2mβ)(A1+A2ei2mβ)ψ±=C(A1+A2ei2mβ,±A1+A2ei2mβ),

Metrics