Optically pumped whispering-gallery mode lasing from 2-<i>μ</i>m GaN micro-disks pivoted on Si

Zhang, Yiyun; Ma, Zhiyao; Zhang, Xuhui; Wang, T.; Choi, H. W.

doi:10.1063/1.4881183

Cited by 45 publications

(29 citation statements)

References 17 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…A magnified view of the sidewall shown in Fig. 2(c) reveals some minute roughness, which may be correlated to the presence of dislocations at the boundary of the microdisk [10]. The sandwich structure consisting of QWs embedded between p-GaN and n-GaN is also identifiable.…”

mentioning

confidence: 89%

Whispering-gallery mode lasing from optically free-standing InGaN microdisks

et al. 2014

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

Optically pumped multi-mode whispering-gallery mode (WGM) lasing has been observed in optically free-standing InGaN/GaN quantum well microdisks at room temperature. The ∼6.6 μm optically isolated microdisks are patterned by microsphere lithography on GaN thin-films prepared by laser lift-off of the sapphire substrate, enabling superior optical confinement. The modes are determined to be of second order according to simulations. The lasing threshold is found to be ∼9.06 mJ/cm2, with a quality factor Q of ∼770 evaluated from the dominant mode at λ=430.2 nm, and a free space range (FSR) of 3.17 to 2.16 nm, which is mode-dependent.

show abstract

mentioning

confidence: 89%

Whispering-gallery mode lasing from optically free-standing InGaN microdisks

et al. 2014

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…This phenomenon has already been observed in GaN-on-Si micro-disk cavities before, in which electronhole plasma (EHP) effects are likely to contribute concurrently. 13 Although thermal effects are not dominant to WGMs in the micro-domes, the broadband PL gain spectrum is influenced by heat accumulation as the Si pivots are the main thermal conduction pathways, resulting in red-shifts of peak wavelengths from $370.6 nm to $373.8 nm as the excitation increased from $0.6E th to $1.1E th . Consequently, mode hopping occurs as the gain red-shifts, as illustrated in FIG.…”

mentioning

confidence: 99%

“…Similar undercut microdisk structures have also been demonstrated by controlled wet-etch removal of the underlying Si substrate using GaN-on-Si materials. 12,13 There also are many other studies on GaN WGM microcavities based on self-assembled micro/ nano crystals using bottom-up methods, including microscale pyramids, hexagonal disks, and pillars. [14][15][16] However, it is difficult to achieve precise control over the locations, morphologies, dimensions, and uniformities of these microstructures during growth.…”

mentioning

confidence: 99%

“…Details about the epistructure of the GaN-on-Si wafer can be found elsewhere. 13,28 First, silica microspheres with nominal diameters of 2-lm are dispersed on the sample by spin-coating, utilizing a recipe that ensures that the microspheres are sparsely distributed across the wafer. Silica microspheres are used owing to their high thermal stabilities as well as sphericities, which are important attributes for high-definition pattern transfer.…”

mentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

GaN hemispherical micro-cavities

Zhang

Cong

Wang

et al. 2016

Applied Physics Letters

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

GaN-based micro-dome optical cavities supported on Si pedestals have been demonstrated by dry etching through gradually shrinking microspheres followed by wet-etch undercutting. Optically pumped whispering-gallery modes (WGMs) have been observed in the near-ultraviolet within the mushroom-like cavities, which do not support Fabry-Pérot resonances. The WGMs blue-shift monotonously as the excitation energies are around the lasing threshold. Concurrently, the mode-hopping effect is observed as the gain spectrum red-shifts under higher excitations. As the excitation energy density exceeds ∼15.1 mJ/cm2, amplified spontaneous emission followed by optical lasing is attained at room temperature, evident from a super-linear increase in emission intensity together with linewidth reduction to ∼0.7 nm for the dominant WGM. Optical behaviors within these WGM microcavities are further investigated using numerical computations and three-dimensional finite-difference time-domain simulations.

show abstract

“…В то же время, согласно анализу эксперимен-тальных зависимостей, рядом авторов были получены следующие значения β для МШГ: 0.02−0.85 в ZnSe микродисках с CdSe квантовыми точками (КТ) [19]; 0.61 в GaAsAlGaAs микропилларах с InAs КТ [20]; 0.14 в GaN микродисках c InGaN квантовой ямой (КЯ) [21]; 0.1 в GaInAsP микродисках [22]; 0.09 в (Al,Ga)As/GaAs микродисках с InAs КТ [17]. Наилучшая аппроксимация экспериментальной зависимости (рис.…”

Section: микрофотолюминесценция микродисковunclassified

Лазерная генерация в микродисках с активной областью на основе решеточно-согласованных InP/AlInAs наноструктур

Lebedev¹,

Mintairov²,

Vlasov³

et al. 2017

Журнал Технической Физики

View full text Add to dashboard Cite

Исследованы излучающие свойства ненапряженных квантово-размерных наноструктур InP/AlInAs и лазер-ная генерация этих наноструктур в микродисковых резонаторах, сформированных мокрым травлением. Для исходных структур было обнаружено, что их излучение обусловлено квантово-размерными InP-островками с диаметром 50−300 nm. Для микродисков мы наблюдали моды шепчущей галереи при температурах ниже 160 K. Эксперименты по измерению зависимости интенсивности фотолюминесценции мод микрорезонатора от мощности накачки, проведенные при температуре жидкого гелия, позволили установить величину порога лазерной генерации, который составил 50 W/cm 2 . Полуширина лазерной линии при мощностях, превышающих пороговые, составляла 0.06 nm, что соответствует добротности 15000. DOI: 10.21883/JTF.2017.07.44680.1881 Введение В работе [1] было обнаружено, что при определен-ных условиях роста осаждение 1−8 nm InP на слой AlInAs толщиной ∼ 100 nm, выращенный на (100) грани ориентированной InP-подложки, при помощи металло-органической эпитаксии из газовой фазы не приводит к послойному росту InP, а приводит к собиранию осажденного материала в островки и нити. Отработка воспроизводимости режимов роста позволила получать новый тип низкоразмерных наноструктур с низкой плот-ностью ∼ 10 8 cm −2 , называемый также агрегационными квантовыми точками, несмотря на их широкое распре-деление по латеральному размеру ∼ 20−250 nm. Обра-зование таких наноструктур предположительно обуслов-лено локальными напряжениями, возникающими вслед-ствие неравномерного распределения атомов твердого раствора AlInAs. При этом было установлено, что кри-тическое влияние на морфологию поверхности и вид наноструктур оказывает грань роста и разориентация подложки [1,2]. Также следует особо отметить, что обра-зование именно островков происходит в диапазоне тем-ператур 565−630• C, причем было обнаружено влияние температуры роста на плотность и высоту получаемых наноструктур. Особенностью полученной нанострукту-ры является согласованность параметров кристалличе-ской решетки материала точки и подложки. При этом, несмотря на то что образование каждой отдельной точ-ки обусловлено локальными напряжениями, в среднем сама наноструктура является ненапряженной. Поскольку гетеропереход InP/AlInAs относится ко второму типу [3], то использование таких наноструктур позволяет со-здавать ограничивающий потенциал для электронов в области точки, при этом рекомбинация сопровождается излучением в области ближнего ИК диапазона.В силу большого латерального размера такие кванто-вые островки представляют определенный интерес при использовании их в качестве активной области лазеров на основе микродисковых резонаторов. Преимущества использования таких резонаторов в лазерах обуслов-лены их малым размером, высокой добротностью, а также возможностью достижения низкопороговой гене-рации [4,5], что является следствием существования в них собственных мод шепчущей галереи (МШГ).Известно, что порог лазерной генерации для мик-рорезонаторов [6] определяется такими факторами, как добротность и вклад спонтанного излучения...

show abstract

Optically pumped whispering-gallery mode lasing from 2-μm GaN micro-disks pivoted on Si

Cited by 45 publications

References 17 publications

Whispering-gallery mode lasing from optically free-standing InGaN microdisks

Whispering-gallery mode lasing from optically free-standing InGaN microdisks

GaN hemispherical micro-cavities

Лазерная генерация в микродисках с активной областью на основе решеточно-согласованных InP/AlInAs наноструктур

Contact Info

Product

Resources

About