Abstract

We propose that domain inversion can be directly induced by femtosecond laser both theoretically and experimentally, which opens a path to achieve three-dimensional (3D) nonlinear crystal with a period in sub-micron-scale. A simulation of domain inversion is modeled by considering the temporal distribution of femtosecond pulses. The calculation results clarify that the domain inversions can happen within or after the interaction with the laser pulse, and the response time of domain inversion is in the picosecond level depending on the intensity and the materials. The domain reversal windows of lithium niobate by femtosecond laser are observed which agrees with theoretical predictions qualitatively.

© 2009 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. F. Beinhorn, J. Ihlemann, P. Simon, G. Marowsky, B. Maisenhalder, J. Edlinger, D. Neuschofer and D. Anselmetti, Appl. Surf. Sci. 138-139, 107 (1999).
  2. X. Ni, C. Wang, Y. Wu, L. Yang, W. Jia, and L. Chai, Chin. Opt. Lett. 4, 225 (2006).
  3. E. N. Glezer, M. Milosavljevic, L. Huang, R. J. Finlay, T.-H. Her, J. P. Callan, and E. Mazur, Opt. Lett. 21, 2023 (1996).
  4. H. Yang, J. Zhang, W. Yu, Y. J. Li, and Z. Y. Wei, Phys. Rev. E 65, 016406 (2001).
  5. T. Kondo, S. Matsuo, S. Juodkazis, and H. Misawa, Appl. Phys. Lett. 79, 725 (2001).
  6. S. Fahy and R. Merlin, Phys. Rev. Lett. 73, 1122 (1994).
  7. C. E. Valdivia, C. L. Sones, J. G. Scott, S. Mailis, R. W. Eason, D. A. Scrymgeour, V. Gopalan, T. Jungk, E. Soergel, and I. Clark, Appl. Phys. Lett. 86, 022906 (2005).
  8. I. T. Wellington, C. E. Valdivia, T. J. Sono, C. L. Sones, S. Mailis, and R. W. Eason, Appl. Surf. Sci. 253, 4215 (2007).
  9. A. Montakhab and J. Levy, Phys. Rev. E 56, 6082 (1997).
  10. S. L. Chaplot and K. R. Rao, J. Phys. C 13, 747 (1980).
  11. B. M. Fridin, Photoferroelectrics (in Chinese) D. Xiao, (trans.) (Science Press, Beijing, 1987) Chap.2, 3.
  12. J. Li, in Dielectric Medium Physics (in Chinese) J. Fang and Z. Yin, (eds.) (Science Press, Beijing, 1989) Chap.5.
  13. O. Svelto, Principles of Lasers (2nd edn.) (Plenum Press, New York, 1982) Chap.8.
  14. J. A. Krumhansl and J. R. Schrieffer, Phys. Rev. B 11, 3535 (1975).
  15. G. Shirane, Rev. Mod. Phys. 46, 437 (1974).
  16. T. P. Dougherty, G. P. Wiederrecht, K. A. Nelson, M. H. Garrett, H. P. Jensen, and C. Warde, Science 258, 770 (1992).
  17. H. Risken, The Fokker-Planck Equation (2nd edn.) (Springer, Berlin, 1989) Chap.3.
  18. H. Li, Introduction to Dielectric Physics (in Chinese) (Chengdu Science and Technology University Publishing Company, Chengdu, 1990) Chap.5.

2007 (1)

I. T. Wellington, C. E. Valdivia, T. J. Sono, C. L. Sones, S. Mailis, and R. W. Eason, Appl. Surf. Sci. 253, 4215 (2007).

2006 (1)

2005 (1)

C. E. Valdivia, C. L. Sones, J. G. Scott, S. Mailis, R. W. Eason, D. A. Scrymgeour, V. Gopalan, T. Jungk, E. Soergel, and I. Clark, Appl. Phys. Lett. 86, 022906 (2005).

2001 (2)

H. Yang, J. Zhang, W. Yu, Y. J. Li, and Z. Y. Wei, Phys. Rev. E 65, 016406 (2001).

T. Kondo, S. Matsuo, S. Juodkazis, and H. Misawa, Appl. Phys. Lett. 79, 725 (2001).

1999 (1)

F. Beinhorn, J. Ihlemann, P. Simon, G. Marowsky, B. Maisenhalder, J. Edlinger, D. Neuschofer and D. Anselmetti, Appl. Surf. Sci. 138-139, 107 (1999).

1997 (1)

A. Montakhab and J. Levy, Phys. Rev. E 56, 6082 (1997).

1996 (1)

1994 (1)

S. Fahy and R. Merlin, Phys. Rev. Lett. 73, 1122 (1994).

1992 (1)

T. P. Dougherty, G. P. Wiederrecht, K. A. Nelson, M. H. Garrett, H. P. Jensen, and C. Warde, Science 258, 770 (1992).

1980 (1)

S. L. Chaplot and K. R. Rao, J. Phys. C 13, 747 (1980).

1975 (1)

J. A. Krumhansl and J. R. Schrieffer, Phys. Rev. B 11, 3535 (1975).

1974 (1)

G. Shirane, Rev. Mod. Phys. 46, 437 (1974).

Anselmetti, D. Neuschofer and D.

F. Beinhorn, J. Ihlemann, P. Simon, G. Marowsky, B. Maisenhalder, J. Edlinger, D. Neuschofer and D. Anselmetti, Appl. Surf. Sci. 138-139, 107 (1999).

Beinhorn, F.

F. Beinhorn, J. Ihlemann, P. Simon, G. Marowsky, B. Maisenhalder, J. Edlinger, D. Neuschofer and D. Anselmetti, Appl. Surf. Sci. 138-139, 107 (1999).

Callan, J. P.

Chai, L.

Chaplot, S. L.

S. L. Chaplot and K. R. Rao, J. Phys. C 13, 747 (1980).

Clark, I.

C. E. Valdivia, C. L. Sones, J. G. Scott, S. Mailis, R. W. Eason, D. A. Scrymgeour, V. Gopalan, T. Jungk, E. Soergel, and I. Clark, Appl. Phys. Lett. 86, 022906 (2005).

Dougherty, T. P.

T. P. Dougherty, G. P. Wiederrecht, K. A. Nelson, M. H. Garrett, H. P. Jensen, and C. Warde, Science 258, 770 (1992).

Eason, R. W.

I. T. Wellington, C. E. Valdivia, T. J. Sono, C. L. Sones, S. Mailis, and R. W. Eason, Appl. Surf. Sci. 253, 4215 (2007).

C. E. Valdivia, C. L. Sones, J. G. Scott, S. Mailis, R. W. Eason, D. A. Scrymgeour, V. Gopalan, T. Jungk, E. Soergel, and I. Clark, Appl. Phys. Lett. 86, 022906 (2005).

Edlinger, J.

F. Beinhorn, J. Ihlemann, P. Simon, G. Marowsky, B. Maisenhalder, J. Edlinger, D. Neuschofer and D. Anselmetti, Appl. Surf. Sci. 138-139, 107 (1999).

Fahy, S.

S. Fahy and R. Merlin, Phys. Rev. Lett. 73, 1122 (1994).

Finlay, R. J.

Garrett, M. H.

T. P. Dougherty, G. P. Wiederrecht, K. A. Nelson, M. H. Garrett, H. P. Jensen, and C. Warde, Science 258, 770 (1992).

Glezer, E. N.

Gopalan, V.

C. E. Valdivia, C. L. Sones, J. G. Scott, S. Mailis, R. W. Eason, D. A. Scrymgeour, V. Gopalan, T. Jungk, E. Soergel, and I. Clark, Appl. Phys. Lett. 86, 022906 (2005).

Her, T.-H.

Huang, L.

Ihlemann, J.

F. Beinhorn, J. Ihlemann, P. Simon, G. Marowsky, B. Maisenhalder, J. Edlinger, D. Neuschofer and D. Anselmetti, Appl. Surf. Sci. 138-139, 107 (1999).

Jensen, H. P.

T. P. Dougherty, G. P. Wiederrecht, K. A. Nelson, M. H. Garrett, H. P. Jensen, and C. Warde, Science 258, 770 (1992).

Jia, W.

Jungk, T.

C. E. Valdivia, C. L. Sones, J. G. Scott, S. Mailis, R. W. Eason, D. A. Scrymgeour, V. Gopalan, T. Jungk, E. Soergel, and I. Clark, Appl. Phys. Lett. 86, 022906 (2005).

Juodkazis, S.

T. Kondo, S. Matsuo, S. Juodkazis, and H. Misawa, Appl. Phys. Lett. 79, 725 (2001).

Kondo, T.

T. Kondo, S. Matsuo, S. Juodkazis, and H. Misawa, Appl. Phys. Lett. 79, 725 (2001).

Krumhansl, J. A.

J. A. Krumhansl and J. R. Schrieffer, Phys. Rev. B 11, 3535 (1975).

Levy, J.

A. Montakhab and J. Levy, Phys. Rev. E 56, 6082 (1997).

Li, Y. J.

H. Yang, J. Zhang, W. Yu, Y. J. Li, and Z. Y. Wei, Phys. Rev. E 65, 016406 (2001).

Mailis, S.

I. T. Wellington, C. E. Valdivia, T. J. Sono, C. L. Sones, S. Mailis, and R. W. Eason, Appl. Surf. Sci. 253, 4215 (2007).

C. E. Valdivia, C. L. Sones, J. G. Scott, S. Mailis, R. W. Eason, D. A. Scrymgeour, V. Gopalan, T. Jungk, E. Soergel, and I. Clark, Appl. Phys. Lett. 86, 022906 (2005).

Maisenhalder, B.

F. Beinhorn, J. Ihlemann, P. Simon, G. Marowsky, B. Maisenhalder, J. Edlinger, D. Neuschofer and D. Anselmetti, Appl. Surf. Sci. 138-139, 107 (1999).

Marowsky, G.

F. Beinhorn, J. Ihlemann, P. Simon, G. Marowsky, B. Maisenhalder, J. Edlinger, D. Neuschofer and D. Anselmetti, Appl. Surf. Sci. 138-139, 107 (1999).

Matsuo, S.

T. Kondo, S. Matsuo, S. Juodkazis, and H. Misawa, Appl. Phys. Lett. 79, 725 (2001).

Mazur, E.

Merlin, R.

S. Fahy and R. Merlin, Phys. Rev. Lett. 73, 1122 (1994).

Milosavljevic, M.

Misawa, H.

T. Kondo, S. Matsuo, S. Juodkazis, and H. Misawa, Appl. Phys. Lett. 79, 725 (2001).

Montakhab, A.

A. Montakhab and J. Levy, Phys. Rev. E 56, 6082 (1997).

Nelson, K. A.

T. P. Dougherty, G. P. Wiederrecht, K. A. Nelson, M. H. Garrett, H. P. Jensen, and C. Warde, Science 258, 770 (1992).

Ni, X.

Rao, K. R.

S. L. Chaplot and K. R. Rao, J. Phys. C 13, 747 (1980).

Schrieffer, J. R.

J. A. Krumhansl and J. R. Schrieffer, Phys. Rev. B 11, 3535 (1975).

Scott, J. G.

C. E. Valdivia, C. L. Sones, J. G. Scott, S. Mailis, R. W. Eason, D. A. Scrymgeour, V. Gopalan, T. Jungk, E. Soergel, and I. Clark, Appl. Phys. Lett. 86, 022906 (2005).

Scrymgeour, D. A.

C. E. Valdivia, C. L. Sones, J. G. Scott, S. Mailis, R. W. Eason, D. A. Scrymgeour, V. Gopalan, T. Jungk, E. Soergel, and I. Clark, Appl. Phys. Lett. 86, 022906 (2005).

Shirane, G.

G. Shirane, Rev. Mod. Phys. 46, 437 (1974).

Simon, P.

F. Beinhorn, J. Ihlemann, P. Simon, G. Marowsky, B. Maisenhalder, J. Edlinger, D. Neuschofer and D. Anselmetti, Appl. Surf. Sci. 138-139, 107 (1999).

Soergel, E.

C. E. Valdivia, C. L. Sones, J. G. Scott, S. Mailis, R. W. Eason, D. A. Scrymgeour, V. Gopalan, T. Jungk, E. Soergel, and I. Clark, Appl. Phys. Lett. 86, 022906 (2005).

Sones, C. L.

I. T. Wellington, C. E. Valdivia, T. J. Sono, C. L. Sones, S. Mailis, and R. W. Eason, Appl. Surf. Sci. 253, 4215 (2007).

C. E. Valdivia, C. L. Sones, J. G. Scott, S. Mailis, R. W. Eason, D. A. Scrymgeour, V. Gopalan, T. Jungk, E. Soergel, and I. Clark, Appl. Phys. Lett. 86, 022906 (2005).

Sono, T. J.

I. T. Wellington, C. E. Valdivia, T. J. Sono, C. L. Sones, S. Mailis, and R. W. Eason, Appl. Surf. Sci. 253, 4215 (2007).

Valdivia, C. E.

I. T. Wellington, C. E. Valdivia, T. J. Sono, C. L. Sones, S. Mailis, and R. W. Eason, Appl. Surf. Sci. 253, 4215 (2007).

C. E. Valdivia, C. L. Sones, J. G. Scott, S. Mailis, R. W. Eason, D. A. Scrymgeour, V. Gopalan, T. Jungk, E. Soergel, and I. Clark, Appl. Phys. Lett. 86, 022906 (2005).

Wang, C.

Warde, C.

T. P. Dougherty, G. P. Wiederrecht, K. A. Nelson, M. H. Garrett, H. P. Jensen, and C. Warde, Science 258, 770 (1992).

Wei, Z. Y.

H. Yang, J. Zhang, W. Yu, Y. J. Li, and Z. Y. Wei, Phys. Rev. E 65, 016406 (2001).

Wellington, I. T.

I. T. Wellington, C. E. Valdivia, T. J. Sono, C. L. Sones, S. Mailis, and R. W. Eason, Appl. Surf. Sci. 253, 4215 (2007).

Wiederrecht, G. P.

T. P. Dougherty, G. P. Wiederrecht, K. A. Nelson, M. H. Garrett, H. P. Jensen, and C. Warde, Science 258, 770 (1992).

Wu, Y.

Yang, H.

H. Yang, J. Zhang, W. Yu, Y. J. Li, and Z. Y. Wei, Phys. Rev. E 65, 016406 (2001).

Yang, L.

Yu, W.

H. Yang, J. Zhang, W. Yu, Y. J. Li, and Z. Y. Wei, Phys. Rev. E 65, 016406 (2001).

Zhang, J.

H. Yang, J. Zhang, W. Yu, Y. J. Li, and Z. Y. Wei, Phys. Rev. E 65, 016406 (2001).

Appl. Phys. Lett. (2)

T. Kondo, S. Matsuo, S. Juodkazis, and H. Misawa, Appl. Phys. Lett. 79, 725 (2001).

C. E. Valdivia, C. L. Sones, J. G. Scott, S. Mailis, R. W. Eason, D. A. Scrymgeour, V. Gopalan, T. Jungk, E. Soergel, and I. Clark, Appl. Phys. Lett. 86, 022906 (2005).

Appl. Surf. Sci. (2)

I. T. Wellington, C. E. Valdivia, T. J. Sono, C. L. Sones, S. Mailis, and R. W. Eason, Appl. Surf. Sci. 253, 4215 (2007).

F. Beinhorn, J. Ihlemann, P. Simon, G. Marowsky, B. Maisenhalder, J. Edlinger, D. Neuschofer and D. Anselmetti, Appl. Surf. Sci. 138-139, 107 (1999).

Chin. Opt. Lett. (1)

J. Phys. C (1)

S. L. Chaplot and K. R. Rao, J. Phys. C 13, 747 (1980).

Opt. Lett. (1)

Phys. Rev. B (1)

J. A. Krumhansl and J. R. Schrieffer, Phys. Rev. B 11, 3535 (1975).

Phys. Rev. E (2)

H. Yang, J. Zhang, W. Yu, Y. J. Li, and Z. Y. Wei, Phys. Rev. E 65, 016406 (2001).

A. Montakhab and J. Levy, Phys. Rev. E 56, 6082 (1997).

Phys. Rev. Lett. (1)

S. Fahy and R. Merlin, Phys. Rev. Lett. 73, 1122 (1994).

Rev. Mod. Phys. (1)

G. Shirane, Rev. Mod. Phys. 46, 437 (1974).

Science (1)

T. P. Dougherty, G. P. Wiederrecht, K. A. Nelson, M. H. Garrett, H. P. Jensen, and C. Warde, Science 258, 770 (1992).

Other (5)

H. Risken, The Fokker-Planck Equation (2nd edn.) (Springer, Berlin, 1989) Chap.3.

H. Li, Introduction to Dielectric Physics (in Chinese) (Chengdu Science and Technology University Publishing Company, Chengdu, 1990) Chap.5.

B. M. Fridin, Photoferroelectrics (in Chinese) D. Xiao, (trans.) (Science Press, Beijing, 1987) Chap.2, 3.

J. Li, in Dielectric Medium Physics (in Chinese) J. Fang and Z. Yin, (eds.) (Science Press, Beijing, 1989) Chap.5.

O. Svelto, Principles of Lasers (2nd edn.) (Plenum Press, New York, 1982) Chap.8.

Cited By

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