Abstract

Optical beam steering is key for optical communications, laser mapping (lidar), and medical imaging. For these applications, integrated photonics is an enabling technology that can provide miniaturized, lighter, lower-cost, and more power-efficient systems. However, common integrated photonic devices are too power demanding. Here, we experimentally demonstrate, for the first time, to the best of our knowledge, beam steering by microelectromechanical (MEMS) actuation of a suspended silicon photonic waveguide grating. Our device shows up to 5.6° beam steering with 20 V actuation and power consumption below the μW level, i.e., more than five orders of magnitude lower power consumption than previous thermo-optic tuning methods. The novel combination of MEMS with integrated photonics presented in this work lays ground for the next generation of power-efficient optical beam steering systems.

© 2019 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article
OSA Recommended Articles
InGaN/GaN micro mirror with electrostatic comb drive actuation integrated on a patterned silicon-on-insulator wafer

Wei Zhang, Pei Li, Xuehua Zhang, Yongjin Wang, and Fangren Hu
Opt. Express 26(6) 7672-7682 (2018)

Heterogeneous silicon photonics sensing for autonomous cars [Invited]

Weiqiang Xie, Tin Komljenovic, Jinxi Huang, Minh Tran, Michael Davenport, Alfredo Torres, Paolo Pintus, and John Bowers
Opt. Express 27(3) 3642-3663 (2019)

A tunable notch filter using microelectromechanical microring with gap-variable busline coupler

Taro Ikeda and Kazuhiro Hane
Opt. Express 21(19) 22034-22042 (2013)

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. J. M. Kahn and D. A. B. Miller, Nat. Photonics 11, 5 (2017).
    [Crossref]
  2. E. Ackerman, IEEE Spectr. 53, 14 (2016).
  3. A. F. Fercher, W. Drexler, C. K. Hitzenberger, and T. Lasser, Rep. Prog. Phys. 66, 239 (2003).
    [Crossref]
  4. Velodyne LiDAR, “VLP-16.”
  5. H. Ra, W. Piyawattanametha, M. J. Mandella, P.-L. Hsiung, J. Hardy, T. D. Wang, C. H. Contag, G. S. Kino, and O. Solgaard, Opt. Express 16, 7224 (2008).
    [Crossref]
  6. O. Solgaard, A. A. Godil, R. T. Howe, L. P. Lee, Y. A. Peter, and H. Zappe, J. Microelectromech. Syst. 23, 517 (2014).
    [Crossref]
  7. Z. Zhou, B. Yin, and J. Michel, Light: Sci. Appl. 4, e358 (2015).
    [Crossref]
  8. C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
    [Crossref]
  9. K. V. Acoleyen, W. Bogaerts, J. Jágerská, N. L. Thomas, R. Houdré, and R. Baets, Opt. Lett. 34, 1477 (2009).
    [Crossref]
  10. D. N. Hutchison, J. Sun, J. K. Doylend, R. Kumar, J. Heck, W. Kim, C. T. Phare, A. Feshali, and H. Rong, Optica 3, 887 (2016).
    [Crossref]
  11. C. V. Poulton, A. Yaacobi, D. B. Cole, M. J. Byrd, M. Raval, D. Vermeulen, and M. R. Watts, Opt. Lett. 42, 4091 (2017).
    [Crossref]
  12. C. V. Poulton, P. Russo, E. Timurdogan, M. Whitson, M. J. Byrd, E. Hosseini, B. Moss, Z. Su, D. Vermeulen, and M. R. Watts, in Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) (2018), paper ATu3R.2.
  13. S.-H. Kim, J.-H. Kim, S. Yeo, G. Kang, J. Kim, D. Yoo, H. Lee, D.-S. Lee, and H.-H. Park, Proc. SPIE 10109, 101090Z (2017).
    [Crossref]
  14. C. P. Ho, Z. Zhao, Q. Li, S. Takagi, and M. Takenaka, IEEE Photon. Technol. Lett. 30, 1503 (2018).
    [Crossref]
  15. C. Errando-Herranz, F. Niklaus, G. Stemme, and K. B. Gylfason, Opt. Lett. 40, 3556 (2015).
    [Crossref]
  16. A. Ribeiro, A. Ruocco, L. Vanacker, and W. Bogaerts, Optica 3, 1348 (2016).
    [Crossref]
  17. S. Han, T. J. Seok, N. Quack, B.-W. Yoo, and M. C. Wu, Optica 2, 370 (2015).
    [Crossref]
  18. C. Errando-Herranz, M. Colangelo, S. Ahmed, J. Bjork, and K. B. Gylfason, in IEEE 30th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) (2017), p. 293.
  19. K. Takahashi, E. Bulgan, Y. Kanamori, and K. Hane, IEEE Trans. Ind. Electron. 56, 991 (2009).
    [Crossref]
  20. C. Errando-Herranz, F. Niklaus, G. Stemme, and K. B. Gylfason, in 28th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) (2015), pp. 53–56.
  21. N. L. Thomas, R. Houdré, M. V. Kotlyar, D. O’Brien, and T. F. Krauss, J. Opt. Soc. Am. B 24, 2964 (2007).
    [Crossref]

2018 (1)

C. P. Ho, Z. Zhao, Q. Li, S. Takagi, and M. Takenaka, IEEE Photon. Technol. Lett. 30, 1503 (2018).
[Crossref]

2017 (3)

S.-H. Kim, J.-H. Kim, S. Yeo, G. Kang, J. Kim, D. Yoo, H. Lee, D.-S. Lee, and H.-H. Park, Proc. SPIE 10109, 101090Z (2017).
[Crossref]

J. M. Kahn and D. A. B. Miller, Nat. Photonics 11, 5 (2017).
[Crossref]

C. V. Poulton, A. Yaacobi, D. B. Cole, M. J. Byrd, M. Raval, D. Vermeulen, and M. R. Watts, Opt. Lett. 42, 4091 (2017).
[Crossref]

2016 (3)

2015 (4)

Z. Zhou, B. Yin, and J. Michel, Light: Sci. Appl. 4, e358 (2015).
[Crossref]

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

S. Han, T. J. Seok, N. Quack, B.-W. Yoo, and M. C. Wu, Optica 2, 370 (2015).
[Crossref]

C. Errando-Herranz, F. Niklaus, G. Stemme, and K. B. Gylfason, Opt. Lett. 40, 3556 (2015).
[Crossref]

2014 (1)

O. Solgaard, A. A. Godil, R. T. Howe, L. P. Lee, Y. A. Peter, and H. Zappe, J. Microelectromech. Syst. 23, 517 (2014).
[Crossref]

2009 (2)

K. Takahashi, E. Bulgan, Y. Kanamori, and K. Hane, IEEE Trans. Ind. Electron. 56, 991 (2009).
[Crossref]

K. V. Acoleyen, W. Bogaerts, J. Jágerská, N. L. Thomas, R. Houdré, and R. Baets, Opt. Lett. 34, 1477 (2009).
[Crossref]

2008 (1)

2007 (1)

2003 (1)

A. F. Fercher, W. Drexler, C. K. Hitzenberger, and T. Lasser, Rep. Prog. Phys. 66, 239 (2003).
[Crossref]

Ackerman, E.

E. Ackerman, IEEE Spectr. 53, 14 (2016).

Acoleyen, K. V.

Ahmed, S.

C. Errando-Herranz, M. Colangelo, S. Ahmed, J. Bjork, and K. B. Gylfason, in IEEE 30th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) (2017), p. 293.

Alloatti, L.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Asanovic, K.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Atabaki, A. H.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Avizienis, R. R.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Baets, R.

Bjork, J.

C. Errando-Herranz, M. Colangelo, S. Ahmed, J. Bjork, and K. B. Gylfason, in IEEE 30th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) (2017), p. 293.

Bogaerts, W.

Bulgan, E.

K. Takahashi, E. Bulgan, Y. Kanamori, and K. Hane, IEEE Trans. Ind. Electron. 56, 991 (2009).
[Crossref]

Byrd, M. J.

C. V. Poulton, A. Yaacobi, D. B. Cole, M. J. Byrd, M. Raval, D. Vermeulen, and M. R. Watts, Opt. Lett. 42, 4091 (2017).
[Crossref]

C. V. Poulton, P. Russo, E. Timurdogan, M. Whitson, M. J. Byrd, E. Hosseini, B. Moss, Z. Su, D. Vermeulen, and M. R. Watts, in Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) (2018), paper ATu3R.2.

Chen, Y.-H.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Colangelo, M.

C. Errando-Herranz, M. Colangelo, S. Ahmed, J. Bjork, and K. B. Gylfason, in IEEE 30th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) (2017), p. 293.

Cole, D. B.

Contag, C. H.

Cook, H. M.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Doylend, J. K.

Drexler, W.

A. F. Fercher, W. Drexler, C. K. Hitzenberger, and T. Lasser, Rep. Prog. Phys. 66, 239 (2003).
[Crossref]

Errando-Herranz, C.

C. Errando-Herranz, F. Niklaus, G. Stemme, and K. B. Gylfason, Opt. Lett. 40, 3556 (2015).
[Crossref]

C. Errando-Herranz, M. Colangelo, S. Ahmed, J. Bjork, and K. B. Gylfason, in IEEE 30th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) (2017), p. 293.

C. Errando-Herranz, F. Niklaus, G. Stemme, and K. B. Gylfason, in 28th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) (2015), pp. 53–56.

Fercher, A. F.

A. F. Fercher, W. Drexler, C. K. Hitzenberger, and T. Lasser, Rep. Prog. Phys. 66, 239 (2003).
[Crossref]

Feshali, A.

Georgas, M. S.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Godil, A. A.

O. Solgaard, A. A. Godil, R. T. Howe, L. P. Lee, Y. A. Peter, and H. Zappe, J. Microelectromech. Syst. 23, 517 (2014).
[Crossref]

Gylfason, K. B.

C. Errando-Herranz, F. Niklaus, G. Stemme, and K. B. Gylfason, Opt. Lett. 40, 3556 (2015).
[Crossref]

C. Errando-Herranz, F. Niklaus, G. Stemme, and K. B. Gylfason, in 28th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) (2015), pp. 53–56.

C. Errando-Herranz, M. Colangelo, S. Ahmed, J. Bjork, and K. B. Gylfason, in IEEE 30th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) (2017), p. 293.

Han, S.

Hane, K.

K. Takahashi, E. Bulgan, Y. Kanamori, and K. Hane, IEEE Trans. Ind. Electron. 56, 991 (2009).
[Crossref]

Hardy, J.

Heck, J.

Hitzenberger, C. K.

A. F. Fercher, W. Drexler, C. K. Hitzenberger, and T. Lasser, Rep. Prog. Phys. 66, 239 (2003).
[Crossref]

Ho, C. P.

C. P. Ho, Z. Zhao, Q. Li, S. Takagi, and M. Takenaka, IEEE Photon. Technol. Lett. 30, 1503 (2018).
[Crossref]

Hosseini, E.

C. V. Poulton, P. Russo, E. Timurdogan, M. Whitson, M. J. Byrd, E. Hosseini, B. Moss, Z. Su, D. Vermeulen, and M. R. Watts, in Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) (2018), paper ATu3R.2.

Houdré, R.

Howe, R. T.

O. Solgaard, A. A. Godil, R. T. Howe, L. P. Lee, Y. A. Peter, and H. Zappe, J. Microelectromech. Syst. 23, 517 (2014).
[Crossref]

Hsiung, P.-L.

Hutchison, D. N.

Jágerská, J.

Kahn, J. M.

J. M. Kahn and D. A. B. Miller, Nat. Photonics 11, 5 (2017).
[Crossref]

Kanamori, Y.

K. Takahashi, E. Bulgan, Y. Kanamori, and K. Hane, IEEE Trans. Ind. Electron. 56, 991 (2009).
[Crossref]

Kang, G.

S.-H. Kim, J.-H. Kim, S. Yeo, G. Kang, J. Kim, D. Yoo, H. Lee, D.-S. Lee, and H.-H. Park, Proc. SPIE 10109, 101090Z (2017).
[Crossref]

Kim, J.

S.-H. Kim, J.-H. Kim, S. Yeo, G. Kang, J. Kim, D. Yoo, H. Lee, D.-S. Lee, and H.-H. Park, Proc. SPIE 10109, 101090Z (2017).
[Crossref]

Kim, J.-H.

S.-H. Kim, J.-H. Kim, S. Yeo, G. Kang, J. Kim, D. Yoo, H. Lee, D.-S. Lee, and H.-H. Park, Proc. SPIE 10109, 101090Z (2017).
[Crossref]

Kim, S.-H.

S.-H. Kim, J.-H. Kim, S. Yeo, G. Kang, J. Kim, D. Yoo, H. Lee, D.-S. Lee, and H.-H. Park, Proc. SPIE 10109, 101090Z (2017).
[Crossref]

Kim, W.

Kino, G. S.

Kotlyar, M. V.

Krauss, T. F.

Kumar, R.

D. N. Hutchison, J. Sun, J. K. Doylend, R. Kumar, J. Heck, W. Kim, C. T. Phare, A. Feshali, and H. Rong, Optica 3, 887 (2016).
[Crossref]

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Lasser, T.

A. F. Fercher, W. Drexler, C. K. Hitzenberger, and T. Lasser, Rep. Prog. Phys. 66, 239 (2003).
[Crossref]

Lee, D.-S.

S.-H. Kim, J.-H. Kim, S. Yeo, G. Kang, J. Kim, D. Yoo, H. Lee, D.-S. Lee, and H.-H. Park, Proc. SPIE 10109, 101090Z (2017).
[Crossref]

Lee, H.

S.-H. Kim, J.-H. Kim, S. Yeo, G. Kang, J. Kim, D. Yoo, H. Lee, D.-S. Lee, and H.-H. Park, Proc. SPIE 10109, 101090Z (2017).
[Crossref]

Lee, L. P.

O. Solgaard, A. A. Godil, R. T. Howe, L. P. Lee, Y. A. Peter, and H. Zappe, J. Microelectromech. Syst. 23, 517 (2014).
[Crossref]

Lee, Y.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Leu, J. C.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Li, Q.

C. P. Ho, Z. Zhao, Q. Li, S. Takagi, and M. Takenaka, IEEE Photon. Technol. Lett. 30, 1503 (2018).
[Crossref]

Lin, S.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Mandella, M. J.

Michel, J.

Z. Zhou, B. Yin, and J. Michel, Light: Sci. Appl. 4, e358 (2015).
[Crossref]

Miller, D. A. B.

J. M. Kahn and D. A. B. Miller, Nat. Photonics 11, 5 (2017).
[Crossref]

Moss, B.

C. V. Poulton, P. Russo, E. Timurdogan, M. Whitson, M. J. Byrd, E. Hosseini, B. Moss, Z. Su, D. Vermeulen, and M. R. Watts, in Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) (2018), paper ATu3R.2.

Moss, B. R.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Niklaus, F.

C. Errando-Herranz, F. Niklaus, G. Stemme, and K. B. Gylfason, Opt. Lett. 40, 3556 (2015).
[Crossref]

C. Errando-Herranz, F. Niklaus, G. Stemme, and K. B. Gylfason, in 28th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) (2015), pp. 53–56.

O’Brien, D.

Orcutt, J. S.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Ou, A. J.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Park, H.-H.

S.-H. Kim, J.-H. Kim, S. Yeo, G. Kang, J. Kim, D. Yoo, H. Lee, D.-S. Lee, and H.-H. Park, Proc. SPIE 10109, 101090Z (2017).
[Crossref]

Pavanello, F.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Peter, Y. A.

O. Solgaard, A. A. Godil, R. T. Howe, L. P. Lee, Y. A. Peter, and H. Zappe, J. Microelectromech. Syst. 23, 517 (2014).
[Crossref]

Phare, C. T.

Piyawattanametha, W.

Popovic, M. A.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Poulton, C. V.

C. V. Poulton, A. Yaacobi, D. B. Cole, M. J. Byrd, M. Raval, D. Vermeulen, and M. R. Watts, Opt. Lett. 42, 4091 (2017).
[Crossref]

C. V. Poulton, P. Russo, E. Timurdogan, M. Whitson, M. J. Byrd, E. Hosseini, B. Moss, Z. Su, D. Vermeulen, and M. R. Watts, in Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) (2018), paper ATu3R.2.

Quack, N.

Ra, H.

Ram, R. J.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Raval, M.

Ribeiro, A.

Rong, H.

Ruocco, A.

Russo, P.

C. V. Poulton, P. Russo, E. Timurdogan, M. Whitson, M. J. Byrd, E. Hosseini, B. Moss, Z. Su, D. Vermeulen, and M. R. Watts, in Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) (2018), paper ATu3R.2.

Seok, T. J.

Shainline, J. M.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Solgaard, O.

O. Solgaard, A. A. Godil, R. T. Howe, L. P. Lee, Y. A. Peter, and H. Zappe, J. Microelectromech. Syst. 23, 517 (2014).
[Crossref]

H. Ra, W. Piyawattanametha, M. J. Mandella, P.-L. Hsiung, J. Hardy, T. D. Wang, C. H. Contag, G. S. Kino, and O. Solgaard, Opt. Express 16, 7224 (2008).
[Crossref]

Stemme, G.

C. Errando-Herranz, F. Niklaus, G. Stemme, and K. B. Gylfason, Opt. Lett. 40, 3556 (2015).
[Crossref]

C. Errando-Herranz, F. Niklaus, G. Stemme, and K. B. Gylfason, in 28th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) (2015), pp. 53–56.

Stojanovic, V. M.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Su, Z.

C. V. Poulton, P. Russo, E. Timurdogan, M. Whitson, M. J. Byrd, E. Hosseini, B. Moss, Z. Su, D. Vermeulen, and M. R. Watts, in Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) (2018), paper ATu3R.2.

Sun, C.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Sun, J.

Takagi, S.

C. P. Ho, Z. Zhao, Q. Li, S. Takagi, and M. Takenaka, IEEE Photon. Technol. Lett. 30, 1503 (2018).
[Crossref]

Takahashi, K.

K. Takahashi, E. Bulgan, Y. Kanamori, and K. Hane, IEEE Trans. Ind. Electron. 56, 991 (2009).
[Crossref]

Takenaka, M.

C. P. Ho, Z. Zhao, Q. Li, S. Takagi, and M. Takenaka, IEEE Photon. Technol. Lett. 30, 1503 (2018).
[Crossref]

Thomas, N. L.

Timurdogan, E.

C. V. Poulton, P. Russo, E. Timurdogan, M. Whitson, M. J. Byrd, E. Hosseini, B. Moss, Z. Su, D. Vermeulen, and M. R. Watts, in Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) (2018), paper ATu3R.2.

Vanacker, L.

Vermeulen, D.

C. V. Poulton, A. Yaacobi, D. B. Cole, M. J. Byrd, M. Raval, D. Vermeulen, and M. R. Watts, Opt. Lett. 42, 4091 (2017).
[Crossref]

C. V. Poulton, P. Russo, E. Timurdogan, M. Whitson, M. J. Byrd, E. Hosseini, B. Moss, Z. Su, D. Vermeulen, and M. R. Watts, in Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) (2018), paper ATu3R.2.

Wade, M. T.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Wang, T. D.

Waterman, A. S.

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Watts, M. R.

C. V. Poulton, A. Yaacobi, D. B. Cole, M. J. Byrd, M. Raval, D. Vermeulen, and M. R. Watts, Opt. Lett. 42, 4091 (2017).
[Crossref]

C. V. Poulton, P. Russo, E. Timurdogan, M. Whitson, M. J. Byrd, E. Hosseini, B. Moss, Z. Su, D. Vermeulen, and M. R. Watts, in Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) (2018), paper ATu3R.2.

Whitson, M.

C. V. Poulton, P. Russo, E. Timurdogan, M. Whitson, M. J. Byrd, E. Hosseini, B. Moss, Z. Su, D. Vermeulen, and M. R. Watts, in Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) (2018), paper ATu3R.2.

Wu, M. C.

Yaacobi, A.

Yeo, S.

S.-H. Kim, J.-H. Kim, S. Yeo, G. Kang, J. Kim, D. Yoo, H. Lee, D.-S. Lee, and H.-H. Park, Proc. SPIE 10109, 101090Z (2017).
[Crossref]

Yin, B.

Z. Zhou, B. Yin, and J. Michel, Light: Sci. Appl. 4, e358 (2015).
[Crossref]

Yoo, B.-W.

Yoo, D.

S.-H. Kim, J.-H. Kim, S. Yeo, G. Kang, J. Kim, D. Yoo, H. Lee, D.-S. Lee, and H.-H. Park, Proc. SPIE 10109, 101090Z (2017).
[Crossref]

Zappe, H.

O. Solgaard, A. A. Godil, R. T. Howe, L. P. Lee, Y. A. Peter, and H. Zappe, J. Microelectromech. Syst. 23, 517 (2014).
[Crossref]

Zhao, Z.

C. P. Ho, Z. Zhao, Q. Li, S. Takagi, and M. Takenaka, IEEE Photon. Technol. Lett. 30, 1503 (2018).
[Crossref]

Zhou, Z.

Z. Zhou, B. Yin, and J. Michel, Light: Sci. Appl. 4, e358 (2015).
[Crossref]

IEEE Photon. Technol. Lett. (1)

C. P. Ho, Z. Zhao, Q. Li, S. Takagi, and M. Takenaka, IEEE Photon. Technol. Lett. 30, 1503 (2018).
[Crossref]

IEEE Spectr. (1)

E. Ackerman, IEEE Spectr. 53, 14 (2016).

IEEE Trans. Ind. Electron. (1)

K. Takahashi, E. Bulgan, Y. Kanamori, and K. Hane, IEEE Trans. Ind. Electron. 56, 991 (2009).
[Crossref]

J. Microelectromech. Syst. (1)

O. Solgaard, A. A. Godil, R. T. Howe, L. P. Lee, Y. A. Peter, and H. Zappe, J. Microelectromech. Syst. 23, 517 (2014).
[Crossref]

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

Light: Sci. Appl. (1)

Z. Zhou, B. Yin, and J. Michel, Light: Sci. Appl. 4, e358 (2015).
[Crossref]

Nat. Photonics (1)

J. M. Kahn and D. A. B. Miller, Nat. Photonics 11, 5 (2017).
[Crossref]

Nature (1)

C. Sun, M. T. Wade, Y. Lee, J. S. Orcutt, L. Alloatti, M. S. Georgas, A. S. Waterman, J. M. Shainline, R. R. Avizienis, S. Lin, B. R. Moss, R. Kumar, F. Pavanello, A. H. Atabaki, H. M. Cook, A. J. Ou, J. C. Leu, Y.-H. Chen, K. Asanović, R. J. Ram, M. A. Popović, and V. M. Stojanović, Nature 528, 534 (2015).
[Crossref]

Opt. Express (1)

Opt. Lett. (3)

Optica (3)

Proc. SPIE (1)

S.-H. Kim, J.-H. Kim, S. Yeo, G. Kang, J. Kim, D. Yoo, H. Lee, D.-S. Lee, and H.-H. Park, Proc. SPIE 10109, 101090Z (2017).
[Crossref]

Rep. Prog. Phys. (1)

A. F. Fercher, W. Drexler, C. K. Hitzenberger, and T. Lasser, Rep. Prog. Phys. 66, 239 (2003).
[Crossref]

Other (4)

Velodyne LiDAR, “VLP-16.”

C. Errando-Herranz, M. Colangelo, S. Ahmed, J. Bjork, and K. B. Gylfason, in IEEE 30th International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) (2017), p. 293.

C. V. Poulton, P. Russo, E. Timurdogan, M. Whitson, M. J. Byrd, E. Hosseini, B. Moss, Z. Su, D. Vermeulen, and M. R. Watts, in Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) (2018), paper ATu3R.2.

C. Errando-Herranz, F. Niklaus, G. Stemme, and K. B. Gylfason, in 28th IEEE International Conference on Micro Electro Mechanical Systems (MEMS) (2015), pp. 53–56.

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) Schematic showing the working principle of our MEMS tunable grating before, and under actuation. (b) Scanning electron microscope (SEM) image of our device. The grating is part of a soft spring, stretched via a comb drive actuator, which changes the spacing between grating teeth. Note that the warped grating is due to early failure after actuation. (c) Simulation results (color: emitted light intensity) with overlaid analytical estimate (white line) of the effect of increased grating teeth separation on beam steering. (d) Analytical actuation estimate for a comb-drive actuated device.
Fig. 2.
Fig. 2. (a) Experimental setup for measuring the angular emission from our devices by Fourier imaging. The mirror and Fourier lens at the rear end can be removed to view (b) the visible image of the grating (blue optical path). (c) By inserting the mirror, we image the IR emission of the grating onto the IR camera. (d) By inserting also the Fourier lens, we make the back focal plane visible, resulting in a k-space image of the grating emission on the IR camera (outlined red optical path).
Fig. 3.
Fig. 3. (a) k-space images showing the change in beam directionality with actuation. The white dashed lines show the cross-sectional axis used for plotting (b). (b) Beam steering for a range of actuation voltages along the MEMS actuation axis kx. The results show up to 5.6° steering, using an analytical curve to fit the emission maxima (black curve). (c) Cross section along kx direction at the beam maxima for each voltage, showing negligible perpendicular beam distortion with actuation.

Equations (2)

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

sinθ=neffλd+gnair,withneff=nwgd+nairgd+g.
kspringsx=ϵ0tN(1s+w(Dx)2)V2,

Metrics