Abstract

The relationship between lasing threshold and quality (Q) factor is investigated. When a deformed microcavity laser composed of a circular arc and an isosceles trapezoid is excited by current injection, various modes lase in ten emission directions. The lasing modes are classified into four groups, and the lasing threshold of each mode group is obtained according to emission spectra. The Q factor of each mode group is obtained from the resonance by comparing the far-field patterns of resonances with those of mode groups. Through the study, we find that the lasing threshold strongly depends on the Q factor.

© 2014 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. M. Spillane, T. J. Kippenberg, and K. J. Vahala, Nature 415, 621 (2002).
    [CrossRef]
  2. D. K. Armani, T. J. Kippenber, S. M. Spillane, and K. J. Vahala, Nature 421, 925 (2003).
    [CrossRef]
  3. H. Lee, T. Chen, J. Li, K. Y. Yang, S. Jeon, O. Painter, and K. Vahala, Nat. Photonics 6, 369 (2012).
    [CrossRef]
  4. T. H. Martin, 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, 988 (2004).
    [CrossRef]
  5. J. Zhu, S. K. Ozdemir, Y.-F. Xiao, L. Li, L. He, D.-R. Chen, and L. Yang, Nat. Photonics 4, 46 (2009).
    [CrossRef]
  6. Y. Lu, H. Lee, T. Chen, S. Herchak, J. H. Kim, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. Vahala, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 5976 (2011).
    [CrossRef]
  7. A. M. Armani, R. P. Kulkarmi, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. Vahala, Science 317, 783 (2007).
    [CrossRef]
  8. F. Vollmer and S. Arnold, Nat. Methods 5, 591 (2008).
    [CrossRef]
  9. F. Vollmer, S. Arnold, and D. Keng, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 20701 (2008).
    [CrossRef]
  10. A. M. Armani and K. J. Vahala, Opt. Lett. 31, 1896 (2006).
    [CrossRef]
  11. J. U. Nöckel and A. D. Stone, Nature 385, 45 (1997).
    [CrossRef]
  12. C. Gmachl, F. Capasso, E. E. Narimanov, J. U. Nöckel, A. D. Stone, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Science 280, 1556 (1998).
    [CrossRef]
  13. G. D. Chern, H. E. Tureci, A. D. Stone, R. K. Chang, M. Kneissl, and N. M. Johnson, Appl. Phys. Lett 83, 1710 (2003).
    [CrossRef]
  14. M. S. Kurdoglyan, S. Y. Lee, S. Rim, and C.-M. Kim, Opt. Lett. 29, 2758 (2004).
    [CrossRef]
  15. J. Wiersig and M. Hentschel, Phys. Rev. A 73, 031802(R) (2006).
    [CrossRef]
  16. J. Wiersig and M. Hentschel, Phys. Rev. Lett. 100, 033901 (2008).
    [CrossRef]
  17. C. L. Zou, F.-W. Sun, C.-H. Dong, X.-W. Wu, J.-M. Cui, Y. Yang, G.-C. Guo, and Z.-F. Han, “Mechanism of unidirectional emission of ultrahigh Q whispering gallery mode in microcavities,” arXiv:0908.3531v1 (2008).
  18. Q. J. Wang, C. Yan, N. Yu, J. Unterhinninghofen, J. Wiersig, C. Pflügl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 22407 (2010).
    [CrossRef]
  19. J. Lee, S. Rim, J. Cho, and C.-M. Kim, Phys. Rev. A 83, 033815 (2011).
    [CrossRef]
  20. M. W. Kim, K. W. Park, C. H. Yi, and C. M. Kim, Opt. Lett. 36, 4503 (2011).
    [CrossRef]
  21. M. W. Kim, C.-H. Yi, S. Rim, C.-M. Kim, J.-H. Kim, and K.-R. Oh, Opt. Express 20, 13651 (2012).
    [CrossRef]
  22. R. Audet, M. A. Belkin, J. A. Fan, B. G. Lee, K. Lin, F. Capasso, E. E. Narimanov, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, and G. Höfler, Appl. Phys. Lett. 91, 131106 (2007).
    [CrossRef]
  23. J. Wiersig, J. Opt. A 5, 53 (2003).
    [CrossRef]
  24. C.-H. Yi, M.-W. Kim, and C.-W. Kim, Appl. Phys. Lett. 95, 141107 (2009).
    [CrossRef]
  25. A. L. Rahachou and I. V. Zozoulenko, Appl. Phys. Lett. 94, 7929 (2003).
    [CrossRef]

2012

H. Lee, T. Chen, J. Li, K. Y. Yang, S. Jeon, O. Painter, and K. Vahala, Nat. Photonics 6, 369 (2012).
[CrossRef]

M. W. Kim, C.-H. Yi, S. Rim, C.-M. Kim, J.-H. Kim, and K.-R. Oh, Opt. Express 20, 13651 (2012).
[CrossRef]

2011

M. W. Kim, K. W. Park, C. H. Yi, and C. M. Kim, Opt. Lett. 36, 4503 (2011).
[CrossRef]

Y. Lu, H. Lee, T. Chen, S. Herchak, J. H. Kim, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. Vahala, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 5976 (2011).
[CrossRef]

J. Lee, S. Rim, J. Cho, and C.-M. Kim, Phys. Rev. A 83, 033815 (2011).
[CrossRef]

2010

Q. J. Wang, C. Yan, N. Yu, J. Unterhinninghofen, J. Wiersig, C. Pflügl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 22407 (2010).
[CrossRef]

2009

J. Zhu, S. K. Ozdemir, Y.-F. Xiao, L. Li, L. He, D.-R. Chen, and L. Yang, Nat. Photonics 4, 46 (2009).
[CrossRef]

C.-H. Yi, M.-W. Kim, and C.-W. Kim, Appl. Phys. Lett. 95, 141107 (2009).
[CrossRef]

2008

J. Wiersig and M. Hentschel, Phys. Rev. Lett. 100, 033901 (2008).
[CrossRef]

F. Vollmer and S. Arnold, Nat. Methods 5, 591 (2008).
[CrossRef]

F. Vollmer, S. Arnold, and D. Keng, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 20701 (2008).
[CrossRef]

2007

A. M. Armani, R. P. Kulkarmi, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. Vahala, Science 317, 783 (2007).
[CrossRef]

R. Audet, M. A. Belkin, J. A. Fan, B. G. Lee, K. Lin, F. Capasso, E. E. Narimanov, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, and G. Höfler, Appl. Phys. Lett. 91, 131106 (2007).
[CrossRef]

2006

J. Wiersig and M. Hentschel, Phys. Rev. A 73, 031802(R) (2006).
[CrossRef]

A. M. Armani and K. J. Vahala, Opt. Lett. 31, 1896 (2006).
[CrossRef]

2004

M. S. Kurdoglyan, S. Y. Lee, S. Rim, and C.-M. Kim, Opt. Lett. 29, 2758 (2004).
[CrossRef]

T. H. Martin, 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, 988 (2004).
[CrossRef]

2003

D. K. Armani, T. J. Kippenber, S. M. Spillane, and K. J. Vahala, Nature 421, 925 (2003).
[CrossRef]

G. D. Chern, H. E. Tureci, A. D. Stone, R. K. Chang, M. Kneissl, and N. M. Johnson, Appl. Phys. Lett 83, 1710 (2003).
[CrossRef]

J. Wiersig, J. Opt. A 5, 53 (2003).
[CrossRef]

A. L. Rahachou and I. V. Zozoulenko, Appl. Phys. Lett. 94, 7929 (2003).
[CrossRef]

2002

S. M. Spillane, T. J. Kippenberg, and K. J. Vahala, Nature 415, 621 (2002).
[CrossRef]

1998

C. Gmachl, F. Capasso, E. E. Narimanov, J. U. Nöckel, A. D. Stone, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Science 280, 1556 (1998).
[CrossRef]

1997

J. U. Nöckel and A. D. Stone, Nature 385, 45 (1997).
[CrossRef]

Armani, A. M.

A. M. Armani, R. P. Kulkarmi, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. Vahala, Science 317, 783 (2007).
[CrossRef]

A. M. Armani and K. J. Vahala, Opt. Lett. 31, 1896 (2006).
[CrossRef]

Armani, D. K.

D. K. Armani, T. J. Kippenber, S. M. Spillane, and K. J. Vahala, Nature 421, 925 (2003).
[CrossRef]

Arnold, S.

F. Vollmer, S. Arnold, and D. Keng, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 20701 (2008).
[CrossRef]

F. Vollmer and S. Arnold, Nat. Methods 5, 591 (2008).
[CrossRef]

Audet, R.

R. Audet, M. A. Belkin, J. A. Fan, B. G. Lee, K. Lin, F. Capasso, E. E. Narimanov, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, and G. Höfler, Appl. Phys. Lett. 91, 131106 (2007).
[CrossRef]

Belkin, M. A.

R. Audet, M. A. Belkin, J. A. Fan, B. G. Lee, K. Lin, F. Capasso, E. E. Narimanov, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, and G. Höfler, Appl. Phys. Lett. 91, 131106 (2007).
[CrossRef]

Binsma, H.

T. H. Martin, 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, 988 (2004).
[CrossRef]

Bour, D.

R. Audet, M. A. Belkin, J. A. Fan, B. G. Lee, K. Lin, F. Capasso, E. E. Narimanov, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, and G. Höfler, Appl. Phys. Lett. 91, 131106 (2007).
[CrossRef]

Capasso, F.

Q. J. Wang, C. Yan, N. Yu, J. Unterhinninghofen, J. Wiersig, C. Pflügl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 22407 (2010).
[CrossRef]

R. Audet, M. A. Belkin, J. A. Fan, B. G. Lee, K. Lin, F. Capasso, E. E. Narimanov, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, and G. Höfler, Appl. Phys. Lett. 91, 131106 (2007).
[CrossRef]

C. Gmachl, F. Capasso, E. E. Narimanov, J. U. Nöckel, A. D. Stone, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Science 280, 1556 (1998).
[CrossRef]

Chang, R. K.

G. D. Chern, H. E. Tureci, A. D. Stone, R. K. Chang, M. Kneissl, and N. M. Johnson, Appl. Phys. Lett 83, 1710 (2003).
[CrossRef]

Chen, D.-R.

J. Zhu, S. K. Ozdemir, Y.-F. Xiao, L. Li, L. He, D.-R. Chen, and L. Yang, Nat. Photonics 4, 46 (2009).
[CrossRef]

Chen, T.

H. Lee, T. Chen, J. Li, K. Y. Yang, S. Jeon, O. Painter, and K. Vahala, Nat. Photonics 6, 369 (2012).
[CrossRef]

Y. Lu, H. Lee, T. Chen, S. Herchak, J. H. Kim, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. Vahala, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 5976 (2011).
[CrossRef]

Chern, G. D.

G. D. Chern, H. E. Tureci, A. D. Stone, R. K. Chang, M. Kneissl, and N. M. Johnson, Appl. Phys. Lett 83, 1710 (2003).
[CrossRef]

Cho, A. Y.

C. Gmachl, F. Capasso, E. E. Narimanov, J. U. Nöckel, A. D. Stone, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Science 280, 1556 (1998).
[CrossRef]

Cho, J.

J. Lee, S. Rim, J. Cho, and C.-M. Kim, Phys. Rev. A 83, 033815 (2011).
[CrossRef]

Corzine, S.

R. Audet, M. A. Belkin, J. A. Fan, B. G. Lee, K. Lin, F. Capasso, E. E. Narimanov, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, and G. Höfler, Appl. Phys. Lett. 91, 131106 (2007).
[CrossRef]

Cui, J.-M.

C. L. Zou, F.-W. Sun, C.-H. Dong, X.-W. Wu, J.-M. Cui, Y. Yang, G.-C. Guo, and Z.-F. Han, “Mechanism of unidirectional emission of ultrahigh Q whispering gallery mode in microcavities,” arXiv:0908.3531v1 (2008).

de Vries, T.

T. H. Martin, 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, 988 (2004).
[CrossRef]

den Besten, J. H.

T. H. Martin, 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, 988 (2004).
[CrossRef]

Diehl, L.

Q. J. Wang, C. Yan, N. Yu, J. Unterhinninghofen, J. Wiersig, C. Pflügl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 22407 (2010).
[CrossRef]

Dong, C.-H.

C. L. Zou, F.-W. Sun, C.-H. Dong, X.-W. Wu, J.-M. Cui, Y. Yang, G.-C. Guo, and Z.-F. Han, “Mechanism of unidirectional emission of ultrahigh Q whispering gallery mode in microcavities,” arXiv:0908.3531v1 (2008).

Dorren, H. J. S.

T. H. Martin, 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, 988 (2004).
[CrossRef]

Edamura, T.

Q. J. Wang, C. Yan, N. Yu, J. Unterhinninghofen, J. Wiersig, C. Pflügl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 22407 (2010).
[CrossRef]

Faist, J.

C. Gmachl, F. Capasso, E. E. Narimanov, J. U. Nöckel, A. D. Stone, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Science 280, 1556 (1998).
[CrossRef]

Fan, J. A.

R. Audet, M. A. Belkin, J. A. Fan, B. G. Lee, K. Lin, F. Capasso, E. E. Narimanov, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, and G. Höfler, Appl. Phys. Lett. 91, 131106 (2007).
[CrossRef]

Flagan, R. C.

Y. Lu, H. Lee, T. Chen, S. Herchak, J. H. Kim, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. Vahala, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 5976 (2011).
[CrossRef]

A. M. Armani, R. P. Kulkarmi, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. Vahala, Science 317, 783 (2007).
[CrossRef]

Fraser, S. E.

Y. Lu, H. Lee, T. Chen, S. Herchak, J. H. Kim, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. Vahala, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 5976 (2011).
[CrossRef]

A. M. Armani, R. P. Kulkarmi, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. Vahala, Science 317, 783 (2007).
[CrossRef]

Gmachl, C.

C. Gmachl, F. Capasso, E. E. Narimanov, J. U. Nöckel, A. D. Stone, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Science 280, 1556 (1998).
[CrossRef]

Guo, G.-C.

C. L. Zou, F.-W. Sun, C.-H. Dong, X.-W. Wu, J.-M. Cui, Y. Yang, G.-C. Guo, and Z.-F. Han, “Mechanism of unidirectional emission of ultrahigh Q whispering gallery mode in microcavities,” arXiv:0908.3531v1 (2008).

Han, Z.-F.

C. L. Zou, F.-W. Sun, C.-H. Dong, X.-W. Wu, J.-M. Cui, Y. Yang, G.-C. Guo, and Z.-F. Han, “Mechanism of unidirectional emission of ultrahigh Q whispering gallery mode in microcavities,” arXiv:0908.3531v1 (2008).

He, L.

J. Zhu, S. K. Ozdemir, Y.-F. Xiao, L. Li, L. He, D.-R. Chen, and L. Yang, Nat. Photonics 4, 46 (2009).
[CrossRef]

Hentschel, M.

J. Wiersig and M. Hentschel, Phys. Rev. Lett. 100, 033901 (2008).
[CrossRef]

J. Wiersig and M. Hentschel, Phys. Rev. A 73, 031802(R) (2006).
[CrossRef]

Herchak, S.

Y. Lu, H. Lee, T. Chen, S. Herchak, J. H. Kim, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. Vahala, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 5976 (2011).
[CrossRef]

Höfler, G.

R. Audet, M. A. Belkin, J. A. Fan, B. G. Lee, K. Lin, F. Capasso, E. E. Narimanov, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, and G. Höfler, Appl. Phys. Lett. 91, 131106 (2007).
[CrossRef]

Jeon, S.

H. Lee, T. Chen, J. Li, K. Y. Yang, S. Jeon, O. Painter, and K. Vahala, Nat. Photonics 6, 369 (2012).
[CrossRef]

Johnson, N. M.

G. D. Chern, H. E. Tureci, A. D. Stone, R. K. Chang, M. Kneissl, and N. M. Johnson, Appl. Phys. Lett 83, 1710 (2003).
[CrossRef]

Kan, H.

Q. J. Wang, C. Yan, N. Yu, J. Unterhinninghofen, J. Wiersig, C. Pflügl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 22407 (2010).
[CrossRef]

Keng, D.

F. Vollmer, S. Arnold, and D. Keng, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 20701 (2008).
[CrossRef]

Khoe, G.-D.

T. H. Martin, 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, 988 (2004).
[CrossRef]

Kim, C. M.

Kim, C.-M.

Kim, C.-W.

C.-H. Yi, M.-W. Kim, and C.-W. Kim, Appl. Phys. Lett. 95, 141107 (2009).
[CrossRef]

Kim, J. H.

Y. Lu, H. Lee, T. Chen, S. Herchak, J. H. Kim, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. Vahala, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 5976 (2011).
[CrossRef]

Kim, J.-H.

Kim, M. W.

Kim, M.-W.

C.-H. Yi, M.-W. Kim, and C.-W. Kim, Appl. Phys. Lett. 95, 141107 (2009).
[CrossRef]

Kippenber, T. J.

D. K. Armani, T. J. Kippenber, S. M. Spillane, and K. J. Vahala, Nature 421, 925 (2003).
[CrossRef]

Kippenberg, T. J.

S. M. Spillane, T. J. Kippenberg, and K. J. Vahala, Nature 415, 621 (2002).
[CrossRef]

Kneissl, M.

G. D. Chern, H. E. Tureci, A. D. Stone, R. K. Chang, M. Kneissl, and N. M. Johnson, Appl. Phys. Lett 83, 1710 (2003).
[CrossRef]

Kulkarmi, R. P.

A. M. Armani, R. P. Kulkarmi, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. Vahala, Science 317, 783 (2007).
[CrossRef]

Kurdoglyan, M. S.

Lee, B. G.

R. Audet, M. A. Belkin, J. A. Fan, B. G. Lee, K. Lin, F. Capasso, E. E. Narimanov, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, and G. Höfler, Appl. Phys. Lett. 91, 131106 (2007).
[CrossRef]

Lee, H.

H. Lee, T. Chen, J. Li, K. Y. Yang, S. Jeon, O. Painter, and K. Vahala, Nat. Photonics 6, 369 (2012).
[CrossRef]

Y. Lu, H. Lee, T. Chen, S. Herchak, J. H. Kim, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. Vahala, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 5976 (2011).
[CrossRef]

Lee, J.

J. Lee, S. Rim, J. Cho, and C.-M. Kim, Phys. Rev. A 83, 033815 (2011).
[CrossRef]

Lee, S. Y.

Leijtens, X. J. M.

T. H. Martin, 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, 988 (2004).
[CrossRef]

Li, J.

H. Lee, T. Chen, J. Li, K. Y. Yang, S. Jeon, O. Painter, and K. Vahala, Nat. Photonics 6, 369 (2012).
[CrossRef]

Li, L.

J. Zhu, S. K. Ozdemir, Y.-F. Xiao, L. Li, L. He, D.-R. Chen, and L. Yang, Nat. Photonics 4, 46 (2009).
[CrossRef]

Lin, K.

R. Audet, M. A. Belkin, J. A. Fan, B. G. Lee, K. Lin, F. Capasso, E. E. Narimanov, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, and G. Höfler, Appl. Phys. Lett. 91, 131106 (2007).
[CrossRef]

Lu, Y.

Y. Lu, H. Lee, T. Chen, S. Herchak, J. H. Kim, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. Vahala, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 5976 (2011).
[CrossRef]

Martin, T. H.

T. H. Martin, 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, 988 (2004).
[CrossRef]

Narimanov, E. E.

R. Audet, M. A. Belkin, J. A. Fan, B. G. Lee, K. Lin, F. Capasso, E. E. Narimanov, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, and G. Höfler, Appl. Phys. Lett. 91, 131106 (2007).
[CrossRef]

C. Gmachl, F. Capasso, E. E. Narimanov, J. U. Nöckel, A. D. Stone, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Science 280, 1556 (1998).
[CrossRef]

Nöckel, J. U.

C. Gmachl, F. Capasso, E. E. Narimanov, J. U. Nöckel, A. D. Stone, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Science 280, 1556 (1998).
[CrossRef]

J. U. Nöckel and A. D. Stone, Nature 385, 45 (1997).
[CrossRef]

Oei, Y.-S.

T. H. Martin, 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, 988 (2004).
[CrossRef]

Oh, K.-R.

Ozdemir, S. K.

J. Zhu, S. K. Ozdemir, Y.-F. Xiao, L. Li, L. He, D.-R. Chen, and L. Yang, Nat. Photonics 4, 46 (2009).
[CrossRef]

Painter, O.

H. Lee, T. Chen, J. Li, K. Y. Yang, S. Jeon, O. Painter, and K. Vahala, Nat. Photonics 6, 369 (2012).
[CrossRef]

Park, K. W.

Pflügl, C.

Q. J. Wang, C. Yan, N. Yu, J. Unterhinninghofen, J. Wiersig, C. Pflügl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 22407 (2010).
[CrossRef]

Rahachou, A. L.

A. L. Rahachou and I. V. Zozoulenko, Appl. Phys. Lett. 94, 7929 (2003).
[CrossRef]

Rim, S.

Sivco, D. L.

C. Gmachl, F. Capasso, E. E. Narimanov, J. U. Nöckel, A. D. Stone, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Science 280, 1556 (1998).
[CrossRef]

Smalbrugge, B.

T. H. Martin, 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, 988 (2004).
[CrossRef]

Smit, M. K.

T. H. Martin, 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, 988 (2004).
[CrossRef]

Spillane, S. M.

D. K. Armani, T. J. Kippenber, S. M. Spillane, and K. J. Vahala, Nature 421, 925 (2003).
[CrossRef]

S. M. Spillane, T. J. Kippenberg, and K. J. Vahala, Nature 415, 621 (2002).
[CrossRef]

Stone, A. D.

G. D. Chern, H. E. Tureci, A. D. Stone, R. K. Chang, M. Kneissl, and N. M. Johnson, Appl. Phys. Lett 83, 1710 (2003).
[CrossRef]

C. Gmachl, F. Capasso, E. E. Narimanov, J. U. Nöckel, A. D. Stone, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Science 280, 1556 (1998).
[CrossRef]

J. U. Nöckel and A. D. Stone, Nature 385, 45 (1997).
[CrossRef]

Sun, F.-W.

C. L. Zou, F.-W. Sun, C.-H. Dong, X.-W. Wu, J.-M. Cui, Y. Yang, G.-C. Guo, and Z.-F. Han, “Mechanism of unidirectional emission of ultrahigh Q whispering gallery mode in microcavities,” arXiv:0908.3531v1 (2008).

Tureci, H. E.

G. D. Chern, H. E. Tureci, A. D. Stone, R. K. Chang, M. Kneissl, and N. M. Johnson, Appl. Phys. Lett 83, 1710 (2003).
[CrossRef]

Unterhinninghofen, J.

Q. J. Wang, C. Yan, N. Yu, J. Unterhinninghofen, J. Wiersig, C. Pflügl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 22407 (2010).
[CrossRef]

Vahala, K.

H. Lee, T. Chen, J. Li, K. Y. Yang, S. Jeon, O. Painter, and K. Vahala, Nat. Photonics 6, 369 (2012).
[CrossRef]

Y. Lu, H. Lee, T. Chen, S. Herchak, J. H. Kim, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. Vahala, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 5976 (2011).
[CrossRef]

A. M. Armani, R. P. Kulkarmi, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. Vahala, Science 317, 783 (2007).
[CrossRef]

Vahala, K. J.

A. M. Armani and K. J. Vahala, Opt. Lett. 31, 1896 (2006).
[CrossRef]

D. K. Armani, T. J. Kippenber, S. M. Spillane, and K. J. Vahala, Nature 421, 925 (2003).
[CrossRef]

S. M. Spillane, T. J. Kippenberg, and K. J. Vahala, Nature 415, 621 (2002).
[CrossRef]

Vollmer, F.

F. Vollmer, S. Arnold, and D. Keng, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 20701 (2008).
[CrossRef]

F. Vollmer and S. Arnold, Nat. Methods 5, 591 (2008).
[CrossRef]

Wang, Q. J.

Q. J. Wang, C. Yan, N. Yu, J. Unterhinninghofen, J. Wiersig, C. Pflügl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 22407 (2010).
[CrossRef]

Wiersig, J.

Q. J. Wang, C. Yan, N. Yu, J. Unterhinninghofen, J. Wiersig, C. Pflügl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 22407 (2010).
[CrossRef]

J. Wiersig and M. Hentschel, Phys. Rev. Lett. 100, 033901 (2008).
[CrossRef]

J. Wiersig and M. Hentschel, Phys. Rev. A 73, 031802(R) (2006).
[CrossRef]

J. Wiersig, J. Opt. A 5, 53 (2003).
[CrossRef]

Wu, X.-W.

C. L. Zou, F.-W. Sun, C.-H. Dong, X.-W. Wu, J.-M. Cui, Y. Yang, G.-C. Guo, and Z.-F. Han, “Mechanism of unidirectional emission of ultrahigh Q whispering gallery mode in microcavities,” arXiv:0908.3531v1 (2008).

Xiao, Y.-F.

J. Zhu, S. K. Ozdemir, Y.-F. Xiao, L. Li, L. He, D.-R. Chen, and L. Yang, Nat. Photonics 4, 46 (2009).
[CrossRef]

Yamanishi, M.

Q. J. Wang, C. Yan, N. Yu, J. Unterhinninghofen, J. Wiersig, C. Pflügl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 22407 (2010).
[CrossRef]

Yan, C.

Q. J. Wang, C. Yan, N. Yu, J. Unterhinninghofen, J. Wiersig, C. Pflügl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 22407 (2010).
[CrossRef]

Yang, K. Y.

H. Lee, T. Chen, J. Li, K. Y. Yang, S. Jeon, O. Painter, and K. Vahala, Nat. Photonics 6, 369 (2012).
[CrossRef]

Yang, L.

J. Zhu, S. K. Ozdemir, Y.-F. Xiao, L. Li, L. He, D.-R. Chen, and L. Yang, Nat. Photonics 4, 46 (2009).
[CrossRef]

Yang, Y.

C. L. Zou, F.-W. Sun, C.-H. Dong, X.-W. Wu, J.-M. Cui, Y. Yang, G.-C. Guo, and Z.-F. Han, “Mechanism of unidirectional emission of ultrahigh Q whispering gallery mode in microcavities,” arXiv:0908.3531v1 (2008).

Yi, C. H.

Yi, C.-H.

Yu, N.

Q. J. Wang, C. Yan, N. Yu, J. Unterhinninghofen, J. Wiersig, C. Pflügl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 22407 (2010).
[CrossRef]

Zhu, J.

J. Zhu, S. K. Ozdemir, Y.-F. Xiao, L. Li, L. He, D.-R. Chen, and L. Yang, Nat. Photonics 4, 46 (2009).
[CrossRef]

R. Audet, M. A. Belkin, J. A. Fan, B. G. Lee, K. Lin, F. Capasso, E. E. Narimanov, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, and G. Höfler, Appl. Phys. Lett. 91, 131106 (2007).
[CrossRef]

Zou, C. L.

C. L. Zou, F.-W. Sun, C.-H. Dong, X.-W. Wu, J.-M. Cui, Y. Yang, G.-C. Guo, and Z.-F. Han, “Mechanism of unidirectional emission of ultrahigh Q whispering gallery mode in microcavities,” arXiv:0908.3531v1 (2008).

Zozoulenko, I. V.

A. L. Rahachou and I. V. Zozoulenko, Appl. Phys. Lett. 94, 7929 (2003).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett

G. D. Chern, H. E. Tureci, A. D. Stone, R. K. Chang, M. Kneissl, and N. M. Johnson, Appl. Phys. Lett 83, 1710 (2003).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett.

C.-H. Yi, M.-W. Kim, and C.-W. Kim, Appl. Phys. Lett. 95, 141107 (2009).
[CrossRef]

A. L. Rahachou and I. V. Zozoulenko, Appl. Phys. Lett. 94, 7929 (2003).
[CrossRef]

R. Audet, M. A. Belkin, J. A. Fan, B. G. Lee, K. Lin, F. Capasso, E. E. Narimanov, D. Bour, S. Corzine, J. Zhu, and G. Höfler, Appl. Phys. Lett. 91, 131106 (2007).
[CrossRef]

J. Opt. A

J. Wiersig, J. Opt. A 5, 53 (2003).
[CrossRef]

Nat. Methods

F. Vollmer and S. Arnold, Nat. Methods 5, 591 (2008).
[CrossRef]

Nat. Photonics

J. Zhu, S. K. Ozdemir, Y.-F. Xiao, L. Li, L. He, D.-R. Chen, and L. Yang, Nat. Photonics 4, 46 (2009).
[CrossRef]

H. Lee, T. Chen, J. Li, K. Y. Yang, S. Jeon, O. Painter, and K. Vahala, Nat. Photonics 6, 369 (2012).
[CrossRef]

Nature

T. H. Martin, 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, 988 (2004).
[CrossRef]

S. M. Spillane, T. J. Kippenberg, and K. J. Vahala, Nature 415, 621 (2002).
[CrossRef]

D. K. Armani, T. J. Kippenber, S. M. Spillane, and K. J. Vahala, Nature 421, 925 (2003).
[CrossRef]

J. U. Nöckel and A. D. Stone, Nature 385, 45 (1997).
[CrossRef]

Opt. Express

Opt. Lett.

Phys. Rev. A

J. Lee, S. Rim, J. Cho, and C.-M. Kim, Phys. Rev. A 83, 033815 (2011).
[CrossRef]

J. Wiersig and M. Hentschel, Phys. Rev. A 73, 031802(R) (2006).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett.

J. Wiersig and M. Hentschel, Phys. Rev. Lett. 100, 033901 (2008).
[CrossRef]

Proc. Natl. Acad. Sci. USA

Q. J. Wang, C. Yan, N. Yu, J. Unterhinninghofen, J. Wiersig, C. Pflügl, L. Diehl, T. Edamura, M. Yamanishi, H. Kan, and F. Capasso, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 107, 22407 (2010).
[CrossRef]

Y. Lu, H. Lee, T. Chen, S. Herchak, J. H. Kim, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. Vahala, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 108, 5976 (2011).
[CrossRef]

F. Vollmer, S. Arnold, and D. Keng, Proc. Natl. Acad. Sci. USA 105, 20701 (2008).
[CrossRef]

Science

A. M. Armani, R. P. Kulkarmi, S. E. Fraser, R. C. Flagan, and K. Vahala, Science 317, 783 (2007).
[CrossRef]

C. Gmachl, F. Capasso, E. E. Narimanov, J. U. Nöckel, A. D. Stone, J. Faist, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Science 280, 1556 (1998).
[CrossRef]

Other

C. L. Zou, F.-W. Sun, C.-H. Dong, X.-W. Wu, J.-M. Cui, Y. Yang, G.-C. Guo, and Z.-F. Han, “Mechanism of unidirectional emission of ultrahigh Q whispering gallery mode in microcavities,” arXiv:0908.3531v1 (2008).

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.

Our laser and FFPs. (a) is the design of our laser, which is composed of a circular arc and an isosceles trapezoid; (b) is the image of the fabricated InGaAsP semiconductor laser; (c) is the FFP at 20 mA, which exhibits no directional emission; and (d) is the FFP at 40 mA, showing five emission directions around 26°, 52°, 96°, 123°, and 137°.

Fig. 2.
Fig. 2.

Emission intensity depending on the injection current at each emission direction. (a) is the emission intensity of directions B and E, and (b) is the emission intensity of directions A, C, and D.

Fig. 3.
Fig. 3.

Emission spectrum at each emission direction for the two cases of injection current, near above the threshold and 40 mA. The spectra on the left column are those at near above the threshold depending on the emission direction, and those on the right are those at 40 mA, respectively. (a) and (b) are of direction A, (c) and (d) are of direction B, (e) and (f) are of direction C, (g) and (h) are of direction D, and (i) and (j) are of direction E. (a), (e), and (g) are measured at 25 mA, (c) is measured at 35 mA, and (i) is measured at 20 mA. Because the intensities in (e), (g), and (i) are stronger than those in (a) and (c), the background intensities are clean. The y-axis scale is the relative intensity.

Fig. 4.
Fig. 4.

FFPs and resonances. (a) Resonance positioned at Re(kR)=39.402 and Im(kR)=0.0321 (Q613), whose emission direction coincides with group I. (b) Resonance positioned at Re(kR)=40.015 and Im(kR)=0.0363 (Q551), whose emission direction coincides with group IV. (c) Resonance positioned at Re(kR)=40.749 and Im(kR)=0.0378 (Q539), whose emission direction coincides with group III. (d) Resonance positioned at Re(kR)=40.241 and Im(kR)=0.0447 (Q450), whose emission direction coincides with group II. The resonance patterns inside the cavity are presented on the right column. The black and red curves are the experimental FFP and resonance FFPs, respectively.

Fig. 5.
Fig. 5.

Q factors depending on the lasing threshold. Group I is the threshold of the A, C, and E directions, Group II is that of the B direction, Group III is that of the C and E directions, and Group IV is that of the D direction.

Metrics