We demonstrate all-optical modulation based on ultrafast optical carrier injection in a GaAs photonic crystal cavity using a degenerate pump-probe technique. The observations agree well with a coupled-mode model incorporating all relevant nonlinearities. The low switching energy , small energy absorption , fast on-off response , limited only by carrier lifetime, and a minimum 10 dB modulation depth suggest practical all-optical switching applications at high repetition rates.
REFERENCES
1.
T.
Tanabe
, M.
Notomi
, S.
Mitsugi
, A.
Shinya
, and E.
Kuramochi
, Opt. Lett.
30
, 2575
(2005
).2.
S.
Preble
, Q.
Xu
, B.
Schmidt
, and M.
Lipson
, Opt. Lett.
30
, 2891
(2005
).3.
V.
Van
, T. A.
Ibrahim
, K.
Ritter
, P. P.
Absil
, F. G.
Johnson
, R.
Grover
, J.
Goldhar
, and P. -T.
Ho
, IEEE Photon. Technol. Lett.
14
, 74
(2002
).4.
T.
Tanabe
, K.
Nishiguchi
, A.
Shinya
, E.
Kuramochi
, H.
Inokawa
, M.
Notomi
, K.
Yamada
, T.
Tsuchizawa
, T.
Watanabe
, H.
Fukuda
, H.
Shinojima
, and H.
Itabashi
, Appl. Phys. Lett.
90
, 031115
(2007
).5.
H.
Nakamura
, Y.
Sugimoto
, K.
Kanamoto
, N.
Ikeda
, Y.
Tanaka
, Y.
Nakamura
, S.
Ohkouchi
, Y.
Watanabe
, K.
Inoue
, H.
Ishikawa
, and K.
Asakawa
, Opt. Express
12
, 6606
(2004
).6.
T.
Euser
, A.
Molenaar
, J.
Fleming
, B.
Gralak
, A.
Polman
, and W.
Vos
, Phys. Rev. B
77
, 115214
(2008
).7.
M.
Hochberg
, T.
Baehr-Jones
, G.
Wang
, M.
Shearn
, K.
Harvard
, J.
Luo
, B.
Chen
, Z.
Shi
, R.
Lawson
, P.
Sullvian
, A.
Jen
, L.
Dalton
, and A.
Scherer
, Nature Mater.
5
, 703
(2006
).8.
9.
S.
Combrié
, N.
Tran
, A.
De Rossi
, and H.
Benisty
, Opt. Lett.
33
, 1908
(2008
).10.
M.
Soljačić
and J. D.
Joannopoulos
, Nature Mater.
3
, 211
(2004
).11.
X.
Yang
and C. W.
Wong
, Opt. Express
15
, 4763
(2007
).12.
T. J.
Johnson
, M.
Borselli
, and O.
Painter
, Opt. Express
14
, 817
(2006
).13.
E.
Weidner
, S.
Combrié
, A.
De Rossi
, N. V.
Quynh
, and S.
Cassette
, Appl. Phys. Lett.
90
, 101118
(2007
).14.
A.
Bristow
, J. -P. R.
Wells
, W. H.
Fan
, A. M.
Fox
, M. S.
Skolnick
, D. M.
Whittaker
, A.
Tahraoui
, T. F.
Krauss
, and J. S.
Roberts
, Appl. Phys. Lett.
83
, 851
(2003
).15.
K.
Nozaki
, H.
Watanabe
, and T.
Baba
, Appl. Phys. Lett.
92
, 021108
(2008
).16.
A.
Yacomotti
, F.
Raineri
, G.
Vecchi
, P.
Monnier
, R.
Raj
, A.
Levenson
, B.
Ben Bakir
, X.
Seassal
, C.
Letartre
, P.
Viktorovitch
, L.
Di Cioccio
, and J. M.
Fedeli
, Appl. Phys. Lett.
88
, 231107
(2006
).17.
S.
Combrié
, S.
Bansropun
, M.
Lecomte
, O.
Parillaud
, S.
Cassette
, H.
Benisty
, and J.
Nagle
, J. Vac. Sci. Technol. B
23
, 1521
(2005
).18.
S.
Combrié
, E.
Weidner
, A.
De Rossi
, S.
Bansropun
, S.
Cassette
, A.
Talneau
, and H.
Benisty
, Opt. Express
14
, 7353
(2006
).19.
T.
Liang
, H.
Tsang
, I.
Day
, J.
Drake
, A.
Knights
, and M.
Ashari
, Appl. Phys. Lett.
81
, 1323
(2002
).20.
S.
Combrié
, A.
De Rossi
, L.
Morvan
, S.
Tonda
, S.
Cassette
, D.
Dolfi
, and A.
Talneau
, Electron. Lett.
42
, 86
(2006
).21.
© 2009 American Institute of Physics.
2009
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.
