지금까지 보고된 다른 유기 레이저처럼, 이 새로운 레이저도 다른 레이저의 펄스(pulse) 에 의해 동력을 얻는다. 그러나 레이저를 동작시키는데 필요한 임계치(threshold)가 매우 낮아서, 제곱 센티미터당 4마이크로줄(μJ/cm2) 정도만이 필요하다. 유기 레이저의 임계치 는 보통 수 십 μJ/cm2 정도이며, 몇몇 경우 수 μJ/cm2 정도로 보고된 경우도 있었다. 낮 은 임계치는 전류에 의해 구동되는 유기 레이저를 만드는 궁극적인 목표에 더 도달하기 쉽도록 해 준다. 전기로 구동되는 레이저는 칩에 내장되어 사용하는데 핵심이 된다.

무기재료를 이용해 만든 레이저와 비교해 볼 때, 유기 반도체를 이용한 기기는 다양한 범위의 파장을 방출할 수 있으면서도 작고, 유연하고 저렴하게 레이저를 제작할 수 있다. 연구팀은 실리콘 칩 상에 손쉽게 집적할 수 있는 소형 유기 레이저를 제조하기를 원했다 고 MIT(Massachusetts Institute of Technology)의 Parag Deotare는 밝혔다.

일반적인 레이저의 경우, 레이저 물질은 에너지원에 의해 여기되었을 때 빛을 발산한다. 이 물질은 공동(cavity) 내 두 개의 반사체 사이에 샌드위치 형태로 위치해 있으며, 빛을 반사하면서 증폭하는 역할을 한다. 연구팀은 기존의 디자인에서 Deotare가 하버드대학에 서 대학원생으로 있었던 2009년 개발한 독특한 광학 구조(Appl. Phys. Lett., DOI: 10.1063/1.3107263)를 도입하였다. 이 구조는 광결정(photonic crystal)을 기반으로 하고 있으며, 광결정은 빛의 흐름을 조절하는 주기적인 마이크로구조(periodic microscopic structures)를 하고 있고, 서로 다른 굴절률(refractive index)을 가지는 물질을 적층시킨 형태이다.

이런 광결정을 만들기 위해, 연구팀은 전자빔 리소그래피(electron-beam lithography) 및 제논 가스 에칭(xenon gas etching)을 사용해 공동을 가로지르는 실리콘에 구멍을 형 성하였다. 그런 다음에 이 스트립에 유기 레이저에 흔히 사용되는 물질로 150nm 두께의 필름으로 코팅하였다.
사용된 물질은 dicyanomethylene 기반의 염료인 4-(dicyanomethylene)-2-methyl-6-(4-dimethylaminostyryl)-4H-pyran을 첨가한 tris (8-hydroxyquinolinato)aluminum이다. 구멍 내의 공기와 유기 레이저 물질은 주기적인 광 결정 구조 역할을 한다.

홀은 타원형으로 가운데에는 더 작은 6개의 구멍을 형성하였으며, 이 구멍은 다양한 공 간간격을 가지고 있고 일정한 간격을 가지는 더 큰 구멍 사이에 위치한다. 넓은 구멍은 거울과 같은 역할을 하고, 작은 가운데 구멍은 빛을 가두는 역할을 한다. 이 기기를 400nm 레이저 빛으로 100 펨토초 펄스를 주어 여기시키면, 610nm 레이저 빛을 만들어 낸다.

현수교 모양의 구조 및 경사진 구멍은 빛을 포획하여 새어 나가는 빛을 감소시킴으로써, 레이저의 임계치를 낮추게 하였다. 코팅한 유기 필름의 거칠기를 감소시킴으로써, 임계치 를 더욱 낮출 수 있었다고 연구팀은 밝혔다.