Stimulierte Emission in organischen Mikroresonatoren

• Antragsteller: Professor Dr. Karl Leo
• Fachliche Zuordnung: Theoretische Physik der kondensierten Materie
• Förderung: Förderung von 2008 bis 2012
• Projektkennung: Deutsche Forschungsgemeinschaft (DFG) - Projektnummer 64611847

• Erstellungsjahr: 2013

Zusammenfassung der Projektergebnisse

In diesem Projekt sollten gemäß ursprünglichem Antrag fundamentale Prozesse in vertikalen Mikroresonatoren mit organischen aktiven Schichten untersucht werden. So sollte z.B. geklärt werden, ob durch geeignete laterale Strukturierung eine deutliche Verringerung der Laserschwelle bei optischem Pumpen erreicht werden kann. Weiterhin sollten die durch die Strukturierung entstehenden organischen Moden identifiziert und charakterisiert werden und es sollte geprüft werden, ob eine Lokalisierung durch optisches Pumpen erreicht werden kann. Schließlich sollte untersucht werden, ob in organischen Mikroresonatoren Polariton-Lasing bei Raumtemperatur beobachtet werden kann und inwieweit eine Beschreibung durch Bose-Einstein-Kondensation sinnvoll ist. Abschließend lässt sich feststellen, dass wesentliche Ziele des Projektes erreicht wurden. So konnten eine Verringerung der Laserschwelle durch zusätzliche laterale Strukturierung gezeigt und die Moden in solchen photonischen Strukturen identifiziert werden. Eine Aussage zum vieldiskutierten Problem der Bose-Einstein-Kondensation kann allerdings nicht gemacht werden; dazu hätte es weiterer Messungen bedurft, wozu die zur Verfügung stehende Kapazität nicht ausreichte. Andererseits stellt die Beobachtung und Beschreibung optischer Tamm-Zustände in diesen Systemen einen echten Höhepunkt dar, und die hier gefundenen Ergebnisse geben Anlass zu weiteren Untersuchungen. Zu beachten ist weiterhin, dass über die an dieser Stelle skizzierten Arbeiten hinaus weitere Ergebnisse erzielt und publiziert wurden.

Projektbezogene Publikationen (Auswahl)

• Selective excitation of laser modes in an organic photonic dot microcavity. Appl. Phys. Lett. 95 (9), 091109 (2009)
  M. Langner, M. Sudzius, H. Fröb, V.G. Lyssenko, K. Leo
  
• Oblique angle lasing in a periodically pumped organic microcavity. SPIE 772208 (7722), (2010)
  S.I. Hintschich, V. G. Lyssenko, M. Sudzius, B. Schütte, H. Fröb, and K. Leo
  
• 3D structured organic microcavities: mode confinement, room temperature lasing and plasmon-polariton modes. 4th EOS Topical Meeting on Optical Microsystems, Capri, Sept. 2011
  H. Fröb
  
• Coherent quasimodes and supermodes in a planar microcavity. Superlattices and Microcstructures 49 (3), 193 - 202 (2011)
  F. Becker, R. Brückner, M. Langner, S.I. Hintschich, M. Sudzius, H. Fröb, V.G. Lyssenko and K. Leo
  
• Optical Tamm states in a planar dielectric microcavity. Phys. Rev. B 83, 033405 (2011)
  R. Brückner, M. Sudzius, S.I. Hintschich, H. Fröb, V.G. Lyssenko, and K. Leo
  
• Saturation of laser emission in a small mode volume organic microcavity. Journal of Applied Physics 109, 103116 (2011)
  R. Brückner, M. Sudzius, H. Fröb, V. G. Lyssenko, and K. Leo
  
• Phase-locked coherent modes in a patterned metal-organic microcavity. Nature Photonics 6, 322–326 (2012)
  R. Brückner, A.A. Zakhidov, R. Scholz, M. Sudzius, S.I. Hintschich, H. Fröb, V.G. Lyssenko, and K. Leo
  
• Lasing in Organic Microcavities. Int. Conf. on Optics of Excitons in Confined Systems (OECS13), Rom, Sept. 2013
  K. Leo