Resonant second harmonic generation in a gallium nitride two-dimensional photonic crystal on silicon

Creators: Zeng, Y.; Roland, Iännis; Checoury, X.; Han, Z.; El Kurdi, M.; Sauvage, Stéphane; Gayral, B.; Brimont, Christelle; Guillet, Thierry; Mexis, Meletios; Semond, Fabrice; Boucaud, Philippe

Others:: Institut d'électronique fondamentale (IEF) ; Université Paris-Sud - Paris 11 (UP11)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Nanophysique et Semiconducteurs (NPSC) ; PHotonique, ELectronique et Ingénierie QuantiqueS (PHELIQS) ; Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG) ; Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Université Grenoble Alpes [2016-2019] (UGA [2016-2019])-Institut de Recherche Interdisciplinaire de Grenoble (IRIG) ; Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Direction de Recherche Fondamentale (CEA) (DRF (CEA)) ; Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA)-Commissariat à l'énergie atomique et aux énergies alternatives (CEA); Laboratoire Charles Coulomb (L2C) ; Université de Montpellier (UM)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS); Centre de recherche sur l'hétéroepitaxie et ses applications (CRHEA) ; Université Nice Sophia Antipolis (1965 - 2019) (UNS) ; COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-COMUE Université Côte d'Azur (2015-2019) (COMUE UCA)-Centre National de la Recherche Scientifique (CNRS)-Université Côte d'Azur (UCA); ANR-13-BS10-0010,QUANONIC,Optique quantique et non-linéaire dans des cavités nitrures(2013); ANR-11-LABX-0014,GANEX,Réseau national sur GaN(2011); ANR-11-IDEX-0003,IPS,Idex Paris-Saclay(2011)

Description

We demonstrate second harmonic generation in a gallium nitride photonic crystal cavity embedded in a two-dimensional free-standing photonic crystal platform on silicon. The photonic crystal nanocavity is optically pumped with a continuous-wave laser at telecom wavelengths in the transparency window of the nitride material. The harmonic generation is evidenced by the spectral range of the emitted signal, the quadratic power dependence vs. input power, and the spectral dependence of second harmonic signal. The harmonic emission pattern is correlated to the harmonic polarizationgenerated by the second-order nonlinear susceptibilities and the electric fields of the fundamental cavity mode.

Abstract

International audience

Resonant second harmonic generation in a gallium nitride two-dimensional photonic crystal on silicon

Description

Abstract

Additional details