Ukrainian Journal of Physical Optics 

Moiseyenko V.N., Dergachov M.P., Shvachich V.G., Shvets T.V. and Roshchenko O.F.

Spontaneous emission of laser dye molecules (rhodamine 6G and pironin G) em-bedded into pores of synthetic opal photonic crystals is studied in the spectral re-gion of 520–650 nm. It is ascertained that the emission spectra are greatly de-pendent on the photonic stop-band position and the spectral distribution of pho-ton density of states. A dependence of spectral position of the emission band from the dielectric contrast is found.

Keywords: laser dye molecules, fluorescence spectra, photon density of states, low dielectric contrast

PACS: 78.67-n + 78.55.Mb
Ukr. J. Phys. Opt. 11 1-5   doi: 10.3116/16091833/11/1/1/2010
Received: 04.07.2009

ААнотація. В спектральній області 520-650 нм досліджено спонтанне випромінювання молекул лазерних барвників (родамін 6G і піронін G), введених у пори фотонних кристалів на основі синтетичних опалів. Встановлено, що спектр випромінювання суттєво залежить від положення стоп-зони і спектрального розподілу густини фотонних станів. Виявлена залежність спектрального положення смуги випромінювання від діелектричного контрасту.

REFERENCES

1. Bykov V P, 1972. Spontaneous emission in a periodic structure. Sov. Phys. JETP 35: 269–273. 
2. Yablonovitch E, 1987. Inhibited spontaneous emission in solid-state physics and elec-tronics. Phys. Rev. Lett. 58: 2059–2062.doi:10.1103/PhysRevLett.58.2059 PMid:10034639
3. John S, 1987. Strong localization of photons in certain disordered dielectric superlat-tices. Phys. Rev. Lett. 58: 2486–2489. doi:10.1103/PhysRevLett.58.2486PMid:10034761
4. Gaponenko S V, Bogomolov V N, Petrov E P, Kapitonov A M, Eychmuller A A, Ro-gach I I, Gindele F and Woggon U, 2000. Spontaneous emission of organic molecules and semiconductor nanocrystals in a photonic crystal. J. Lumin. 87-89: 152–156. doi:10.1016/S0022-2313(99)00250-1
5. Romanov S G and Fokin A V, 2003. Variation of spontaneous emission in the opal stop-band with an en-hanced refractive-index contrast. Phys. of the Solid State. 45: 1090-6460. doi:10.1134/1.1562228
6. Bechger L, Lodahl P and Vos W L, 2005. Directional fluorescence spectra of laser dye in opal and inverse opal photonic crystals. J. Phys. Chem. B. 109: 9980–9988. doi:10.1021/jp047489tPMid:16852206
7. Emelchenko G A, Gruzincev A N, Kovalchuk M N, Maslov V M, Samarov E N, Yakimov E E, Barthou C and Zverkova I I, 2005. Opal–ZnO nanocomposites: structure and emission properties. Fiz. Tekhn. Poluprov. 39: 1375–1379. 
8. Gorelik V S, 2007. Optics of globular photonic crystals. Kvant. Elektron. 37: 409–432. doi:10.1070/QE2007v037n05ABEH013478
9. Kaliteevskii M A, Nikolaev V V and Abram R A, 2005. Eigenstate statistics and opti-cal properties of one-dimensional disordered photonic crystals. Phys. of the Solid State. 47: 1948-1957. doi:10.1134/1.2087751
10. Yariv A and Yeh P, Optical waves in crystals. Mir: Moscow (1984).