Abstract

Nonlinear wave propagation in a 1D photonic crystal containing single-negative layers is investigated using the multiple-scale method. In this approach, the electric field is decomposed into a slowly varying envelope function and a fast Bloch-like function to obtain the analytic expressions of the effective parameters of an equivalent medium. The periodic structure has an equivalent left-handed medium for the envelope function. Gap soliton formation is discussed and compared with that associated with the Bragg gap.

© 2013 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. E. Yablonovitch, Phys. Rev. Lett. 58, 2059 (1987).
  2. S. John, Phys. Rev. Lett. 58, 2486 (1987).
  3. C. M. Soukoulis, Photonic Band Gap Materials (Springer, Berlin, 1996).
  4. J. D. Joannopoulos, Nature 386, 143 (1997).
  5. S. F. Mingaleev and Y. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 86, 5474 (2001).
  6. R. A. Shelby, D. R. Smith, and S. Schultz, Science 292, 77 (2001).
  7. V. G. Veselago, Sov. Phys. Usp. 10, 509 (1968).
  8. A. A. Zharov, I. V. Shadrivov, Y. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 91, 037401 (2003).
  9. T. Pan, C. Tang, L. Gao, and Z. Li, Phys. Lett. A 337, 473 (2005).
  10. J. B. Pendry and S. A. Ramakrishna, J. Phys. Condens. Matter 15, 6345 (2003).
  11. M. Z. Ali and T. Abdullah, Phys. Lett. A 351, 184 (2006).
  12. A. Alu and N. Engheta, IEEE Trans. Microw. Theory Technol. 52, 199 (2004).
  13. L. Wang, H. Chen, and S. Zhu, Phys. Lett. A 350, 410 (2006).
  14. K. Y. Kim, Opt. Lett. 30, 430 (2005).
  15. M. Hotta, M. Hano, and I. Aawi, IEICE. Trans. Electron. E88-C, 275 (2005).
  16. L. G. Wang, H. Chen, and S. Y. Zhu, Phys. Rev. B 70, 245102 (2004).
  17. H. Jiang, H. Chen, H. Li, Y. Zhang, J. Zi, and S. Zhu, Phys. Rev. E 69, 066607 (2004).
  18. H. Jaing, H. Chen, H. Li, and Y. Zhang, Chin. Phys. Lett. 22, 884 (2005).
  19. H. Jiang, H. Chen, H. Li, and Y. Zhang, J. Appl. Phys. 98, 013101 (2005).
  20. G. Guan, H. Jiang, and H. Li, Appl. Phys. Lett. 88, 211112 (2006).
  21. D. R. Fredkin and A. Ron, Appl. Phys. Lett. 81, 1753 (2002).
  22. S. M. Wang, C. J. Tang, T. Pan, and L. Gao, Phys. Lett. A 348, 424 (2006).
  23. J. E. Sipe and H. G. Winful, Opt. Lett. 13, 132 (1988).
  24. C. M. de Sterke and J. E. Sipe, Phys. Rev. A 38, 5149 (1988).
  25. C. M. de Sterke and J. E. Sipe, Phys. Rev. A 39, 5163 (1989).
  26. W. Chen and D. L. Mills, Phys. Rev. Lett. 58, 160 (1987).

2006 (4)

L. Wang, H. Chen, and S. Zhu, Phys. Lett. A 350, 410 (2006).

M. Z. Ali and T. Abdullah, Phys. Lett. A 351, 184 (2006).

G. Guan, H. Jiang, and H. Li, Appl. Phys. Lett. 88, 211112 (2006).

S. M. Wang, C. J. Tang, T. Pan, and L. Gao, Phys. Lett. A 348, 424 (2006).

2005 (5)

K. Y. Kim, Opt. Lett. 30, 430 (2005).

H. Jaing, H. Chen, H. Li, and Y. Zhang, Chin. Phys. Lett. 22, 884 (2005).

H. Jiang, H. Chen, H. Li, and Y. Zhang, J. Appl. Phys. 98, 013101 (2005).

M. Hotta, M. Hano, and I. Aawi, IEICE. Trans. Electron. E88-C, 275 (2005).

T. Pan, C. Tang, L. Gao, and Z. Li, Phys. Lett. A 337, 473 (2005).

2004 (3)

L. G. Wang, H. Chen, and S. Y. Zhu, Phys. Rev. B 70, 245102 (2004).

H. Jiang, H. Chen, H. Li, Y. Zhang, J. Zi, and S. Zhu, Phys. Rev. E 69, 066607 (2004).

A. Alu and N. Engheta, IEEE Trans. Microw. Theory Technol. 52, 199 (2004).

2003 (2)

J. B. Pendry and S. A. Ramakrishna, J. Phys. Condens. Matter 15, 6345 (2003).

A. A. Zharov, I. V. Shadrivov, Y. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 91, 037401 (2003).

2002 (1)

D. R. Fredkin and A. Ron, Appl. Phys. Lett. 81, 1753 (2002).

2001 (2)

S. F. Mingaleev and Y. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 86, 5474 (2001).

R. A. Shelby, D. R. Smith, and S. Schultz, Science 292, 77 (2001).

1997 (1)

J. D. Joannopoulos, Nature 386, 143 (1997).

1989 (1)

C. M. de Sterke and J. E. Sipe, Phys. Rev. A 39, 5163 (1989).

1988 (2)

J. E. Sipe and H. G. Winful, Opt. Lett. 13, 132 (1988).

C. M. de Sterke and J. E. Sipe, Phys. Rev. A 38, 5149 (1988).

1987 (3)

W. Chen and D. L. Mills, Phys. Rev. Lett. 58, 160 (1987).

E. Yablonovitch, Phys. Rev. Lett. 58, 2059 (1987).

S. John, Phys. Rev. Lett. 58, 2486 (1987).

1968 (1)

V. G. Veselago, Sov. Phys. Usp. 10, 509 (1968).

Aawi, I.

M. Hotta, M. Hano, and I. Aawi, IEICE. Trans. Electron. E88-C, 275 (2005).

Abdullah, T.

M. Z. Ali and T. Abdullah, Phys. Lett. A 351, 184 (2006).

Ali, M. Z.

M. Z. Ali and T. Abdullah, Phys. Lett. A 351, 184 (2006).

Alu, A.

A. Alu and N. Engheta, IEEE Trans. Microw. Theory Technol. 52, 199 (2004).

Chen, H.

L. Wang, H. Chen, and S. Zhu, Phys. Lett. A 350, 410 (2006).

H. Jiang, H. Chen, H. Li, and Y. Zhang, J. Appl. Phys. 98, 013101 (2005).

H. Jaing, H. Chen, H. Li, and Y. Zhang, Chin. Phys. Lett. 22, 884 (2005).

L. G. Wang, H. Chen, and S. Y. Zhu, Phys. Rev. B 70, 245102 (2004).

H. Jiang, H. Chen, H. Li, Y. Zhang, J. Zi, and S. Zhu, Phys. Rev. E 69, 066607 (2004).

Chen, W.

W. Chen and D. L. Mills, Phys. Rev. Lett. 58, 160 (1987).

Engheta, N.

A. Alu and N. Engheta, IEEE Trans. Microw. Theory Technol. 52, 199 (2004).

Fredkin, D. R.

D. R. Fredkin and A. Ron, Appl. Phys. Lett. 81, 1753 (2002).

Gao, L.

S. M. Wang, C. J. Tang, T. Pan, and L. Gao, Phys. Lett. A 348, 424 (2006).

T. Pan, C. Tang, L. Gao, and Z. Li, Phys. Lett. A 337, 473 (2005).

Guan, G.

G. Guan, H. Jiang, and H. Li, Appl. Phys. Lett. 88, 211112 (2006).

Hano, M.

M. Hotta, M. Hano, and I. Aawi, IEICE. Trans. Electron. E88-C, 275 (2005).

Hotta, M.

M. Hotta, M. Hano, and I. Aawi, IEICE. Trans. Electron. E88-C, 275 (2005).

Jaing, H.

H. Jaing, H. Chen, H. Li, and Y. Zhang, Chin. Phys. Lett. 22, 884 (2005).

Jiang, H.

G. Guan, H. Jiang, and H. Li, Appl. Phys. Lett. 88, 211112 (2006).

H. Jiang, H. Chen, H. Li, and Y. Zhang, J. Appl. Phys. 98, 013101 (2005).

H. Jiang, H. Chen, H. Li, Y. Zhang, J. Zi, and S. Zhu, Phys. Rev. E 69, 066607 (2004).

Joannopoulos, J. D.

J. D. Joannopoulos, Nature 386, 143 (1997).

John, S.

S. John, Phys. Rev. Lett. 58, 2486 (1987).

Kim, K. Y.

Kivshar, Y. S.

A. A. Zharov, I. V. Shadrivov, Y. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 91, 037401 (2003).

S. F. Mingaleev and Y. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 86, 5474 (2001).

Li, H.

G. Guan, H. Jiang, and H. Li, Appl. Phys. Lett. 88, 211112 (2006).

H. Jiang, H. Chen, H. Li, and Y. Zhang, J. Appl. Phys. 98, 013101 (2005).

H. Jaing, H. Chen, H. Li, and Y. Zhang, Chin. Phys. Lett. 22, 884 (2005).

H. Jiang, H. Chen, H. Li, Y. Zhang, J. Zi, and S. Zhu, Phys. Rev. E 69, 066607 (2004).

Li, Z.

T. Pan, C. Tang, L. Gao, and Z. Li, Phys. Lett. A 337, 473 (2005).

Mills, D. L.

W. Chen and D. L. Mills, Phys. Rev. Lett. 58, 160 (1987).

Mingaleev, S. F.

S. F. Mingaleev and Y. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 86, 5474 (2001).

Pan, T.

S. M. Wang, C. J. Tang, T. Pan, and L. Gao, Phys. Lett. A 348, 424 (2006).

T. Pan, C. Tang, L. Gao, and Z. Li, Phys. Lett. A 337, 473 (2005).

Pendry, J. B.

J. B. Pendry and S. A. Ramakrishna, J. Phys. Condens. Matter 15, 6345 (2003).

Ramakrishna, S. A.

J. B. Pendry and S. A. Ramakrishna, J. Phys. Condens. Matter 15, 6345 (2003).

Ron, A.

D. R. Fredkin and A. Ron, Appl. Phys. Lett. 81, 1753 (2002).

Schultz, S.

R. A. Shelby, D. R. Smith, and S. Schultz, Science 292, 77 (2001).

Shadrivov, I. V.

A. A. Zharov, I. V. Shadrivov, Y. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 91, 037401 (2003).

Shelby, R. A.

R. A. Shelby, D. R. Smith, and S. Schultz, Science 292, 77 (2001).

Sipe, J. E.

C. M. de Sterke and J. E. Sipe, Phys. Rev. A 39, 5163 (1989).

C. M. de Sterke and J. E. Sipe, Phys. Rev. A 38, 5149 (1988).

J. E. Sipe and H. G. Winful, Opt. Lett. 13, 132 (1988).

Smith, D. R.

R. A. Shelby, D. R. Smith, and S. Schultz, Science 292, 77 (2001).

Sterke, C. M. de

C. M. de Sterke and J. E. Sipe, Phys. Rev. A 39, 5163 (1989).

C. M. de Sterke and J. E. Sipe, Phys. Rev. A 38, 5149 (1988).

Tang, C.

T. Pan, C. Tang, L. Gao, and Z. Li, Phys. Lett. A 337, 473 (2005).

Tang, C. J.

S. M. Wang, C. J. Tang, T. Pan, and L. Gao, Phys. Lett. A 348, 424 (2006).

Veselago, V. G.

V. G. Veselago, Sov. Phys. Usp. 10, 509 (1968).

Wang, L.

L. Wang, H. Chen, and S. Zhu, Phys. Lett. A 350, 410 (2006).

Wang, L. G.

L. G. Wang, H. Chen, and S. Y. Zhu, Phys. Rev. B 70, 245102 (2004).

Wang, S. M.

S. M. Wang, C. J. Tang, T. Pan, and L. Gao, Phys. Lett. A 348, 424 (2006).

Winful, H. G.

Yablonovitch, E.

E. Yablonovitch, Phys. Rev. Lett. 58, 2059 (1987).

Zhang, Y.

H. Jaing, H. Chen, H. Li, and Y. Zhang, Chin. Phys. Lett. 22, 884 (2005).

H. Jiang, H. Chen, H. Li, and Y. Zhang, J. Appl. Phys. 98, 013101 (2005).

H. Jiang, H. Chen, H. Li, Y. Zhang, J. Zi, and S. Zhu, Phys. Rev. E 69, 066607 (2004).

Zharov, A. A.

A. A. Zharov, I. V. Shadrivov, Y. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 91, 037401 (2003).

Zhu, S.

L. Wang, H. Chen, and S. Zhu, Phys. Lett. A 350, 410 (2006).

H. Jiang, H. Chen, H. Li, Y. Zhang, J. Zi, and S. Zhu, Phys. Rev. E 69, 066607 (2004).

Zhu, S. Y.

L. G. Wang, H. Chen, and S. Y. Zhu, Phys. Rev. B 70, 245102 (2004).

Zi, J.

H. Jiang, H. Chen, H. Li, Y. Zhang, J. Zi, and S. Zhu, Phys. Rev. E 69, 066607 (2004).

Appl. Phys. Lett. (2)

G. Guan, H. Jiang, and H. Li, Appl. Phys. Lett. 88, 211112 (2006).

D. R. Fredkin and A. Ron, Appl. Phys. Lett. 81, 1753 (2002).

Chin. Phys. Lett. (1)

H. Jaing, H. Chen, H. Li, and Y. Zhang, Chin. Phys. Lett. 22, 884 (2005).

IEEE Trans. Microw. Theory Technol. (1)

A. Alu and N. Engheta, IEEE Trans. Microw. Theory Technol. 52, 199 (2004).

IEICE. Trans. Electron. (1)

M. Hotta, M. Hano, and I. Aawi, IEICE. Trans. Electron. E88-C, 275 (2005).

J. Appl. Phys. (1)

H. Jiang, H. Chen, H. Li, and Y. Zhang, J. Appl. Phys. 98, 013101 (2005).

J. Phys. Condens. Matter (1)

J. B. Pendry and S. A. Ramakrishna, J. Phys. Condens. Matter 15, 6345 (2003).

Nature (1)

J. D. Joannopoulos, Nature 386, 143 (1997).

Opt. Lett. (2)

Phys. Lett. A (4)

S. M. Wang, C. J. Tang, T. Pan, and L. Gao, Phys. Lett. A 348, 424 (2006).

T. Pan, C. Tang, L. Gao, and Z. Li, Phys. Lett. A 337, 473 (2005).

M. Z. Ali and T. Abdullah, Phys. Lett. A 351, 184 (2006).

L. Wang, H. Chen, and S. Zhu, Phys. Lett. A 350, 410 (2006).

Phys. Rev. A (2)

C. M. de Sterke and J. E. Sipe, Phys. Rev. A 38, 5149 (1988).

C. M. de Sterke and J. E. Sipe, Phys. Rev. A 39, 5163 (1989).

Phys. Rev. B (1)

L. G. Wang, H. Chen, and S. Y. Zhu, Phys. Rev. B 70, 245102 (2004).

Phys. Rev. E (1)

H. Jiang, H. Chen, H. Li, Y. Zhang, J. Zi, and S. Zhu, Phys. Rev. E 69, 066607 (2004).

Phys. Rev. Lett. (5)

A. A. Zharov, I. V. Shadrivov, Y. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 91, 037401 (2003).

E. Yablonovitch, Phys. Rev. Lett. 58, 2059 (1987).

S. John, Phys. Rev. Lett. 58, 2486 (1987).

S. F. Mingaleev and Y. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 86, 5474 (2001).

W. Chen and D. L. Mills, Phys. Rev. Lett. 58, 160 (1987).

Science (1)

R. A. Shelby, D. R. Smith, and S. Schultz, Science 292, 77 (2001).

Sov. Phys. Usp. (1)

V. G. Veselago, Sov. Phys. Usp. 10, 509 (1968).

Other (1)

C. M. Soukoulis, Photonic Band Gap Materials (Springer, Berlin, 1996).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.