We present a study that demonstrates the limits for achieving net optical gain in an optimized waveguide where Si nanoclusters in SiO2 codoped with Er3+ are the active material. By cross correlating absorption losses measurements with copropagant pump (λpump = 1.48 µm) and probe (λprobe = 1.54 µm) experiments we reveal that the role of more than 80% of the total Er3+ population present on the material (intended for optical amplification purposes) is to absorb the propagating light, since it is unfeasible to invert it.

1.
D.
Liang
and
J. E.
Bowers
,
Nat. Photon.
4
,
511
(
2010
).
2.
J. H.
Shin
,
H. S.
Han
, and
S. Y.
Seo
,
Towards the First Silicon Laser
, edited by
L.
Pavesi
,
S. V.
Gaponenko
, and
L.
Dal Negro
(
Kluwer
,
Dordrecht
,
2003
), NATO Science Series II, Vol. 93, p.
401
.
3.
J.
Lee
,
J. H.
Shin
, and
N.
Park
,
J. Lightwave Technol.
23
,
19
(
2005
).
4.
N.
Daldosso
,
D.
Navarro-Urrios
,
M.
Melchiorri
,
L.
Pavesi
,
F.
Gourbilleau
,
M.
Carrada
,
R.
Rizk
,
C.
Garcia
,
P.
Pellegrino
,
B.
Garrido
, and
L.
Cognolato
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
261103
(
2005
).
5.
B.
Garrido
,
C.
García
,
S.-Y.
Seo
,
P.
Pellegrino
,
D.
Navarro-Urrios
,
N.
Daldosso
,
L.
Pavesi
,
F.
Gourbilleau
, and
R.
Rizk
,
Phys. Rev. B
76
,
245308
(
2007
).
6.
A.
Pitanti
,
D.
Navarro-Urrios
,
N.
Prtljaga
,
N.
Daldosso
,
F.
Gourbilleau
,
R.
Rizk
,
B.
Garrido
, and
L.
Pavesi
,
J. Appl. Phys.
108
,
053518
(
2010
).
7.
M.
Wojdak
,
M.
Klik
,
M.
Forcales
,
O. B.
Gusev
,
T.
Gregorkiewicz
,
D.
Pacifici
,
G.
Franzò
,
F.
Priolo
, and
F.
Iacona
,
Phys. Rev. B
69
,
233315
(
2004
).
8.
P. G.
Kik
and
A.
Polman
,
J. Appl. Phys.
88
,
1992
(
2000
).
9.
I.
Izeddin
,
A. S.
Moskalenko
,
I. N.
Yassievich
,
M.
Fujii
, and
T.
Gregorkiewicz
,
Phys. Rev. Lett.
97
,
207401
(
2006
).
10.
S.
Minissale
,
T.
Gregorkiewicz
,
M.
Forcales
, and
R. G.
Elliman
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
171908
(
2006
).
11.
P.
Pellegrino
,
B.
Garrido
,
J.
Arbiol
,
C.
Garcia
,
Y.
Lebour
, and
J. R.
Morante
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
121915
(
2006
).
12.
D.
Navarro-Urrios
,
Y.
Lebour
,
O.
Jambois
,
B.
Garrido
,
A.
Pitanti
,
N.
Daldosso
,
L.
Pavesi
,
J.
Cardin
,
K.
Hijazi
,
L.
Khomenkova
,
F.
Gourbilleau
, and
R.
Rizk
,
J. Appl. Phys.
106
,
093107
(
2009
).
13.
F.
Gourbilleau
,
C.
Dufour
,
M.
Levalois
,
J.
Vicens
,
R.
Rizk
,
C.
Sada
,
F.
Enrichi
, and
G.
Battaglin
,
J. Appl. Phys.
94
,
3869
(
2003
).
14.
F.
Gourbilleau
,
M.
Levalois
,
C.
Dufour
,
J.
Vicens
, and
R.
Rizk
,
J. Appl. Phys.
95
,
3717
(
2004
).
15.
D.
Navarro-Urrios
,
A.
Pitanti
,
N.
Daldosso
,
F.
Gourbilleau
,
L.
Khomenkova
,
R.
Rizk
, and
L.
Pavesi
,
Physica E
41
,
1029
(
2009
).
16.
N.
Daldosso
,
D.
Navarro-Urrios
,
M.
Melchiorri
,
C.
García
,
P.
Pellegrino
,
B.
Garrido
,
C.
Sada
,
G.
Battaglin
,
F.
Gourbilleau
,
R.
Rizk
, and
L.
Pavesi
,
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
12
,
1607
(
2006
).
17.
B. J.
Ainslie
,
S. P.
Craig-Ryan
,
S. T.
Davey
,
J. R.
Armitage
,
C. G.
Atkins
,
J. F.
Massicott
, and
R.
Wyatt
,
IEE Proc.-J: Optoelectron.
137
,
205
(
1990
).
18.
B. J.
Ainslie
,
J. Lightwave Technol.
9
,
220
(
1991
).
You do not currently have access to this content.