Abstract

We report the fabrication of optical channel waveguides in congruent lithium niobate single crystals by direct writing with continuous-wave ultraviolet frequency-doubled Ar+ laser radiation (244 nm). The properties and performance of such waveguides are investigated, and first results are presented.

© 2003 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. E. L. Wooten, K. M. Kissa, A. Yi-Yan, E. J. Murphy, D. A. Lafaw, P. F. Hallemeier, D. Maack, D. V. Attanasio, D. J. Fritz, G. J. McBrien, and D. E. Bossi, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 69 (2000).
    [CrossRef]
  2. R. V. Schmidt and I. P. Kaminow, IEEE J. Quantum Electron. 11, 57 (1975).
    [CrossRef]
  3. P. E. Britton, H. L. Offerhaus, D. J. Richardson, P. G. R. Smith, G. W. Ross, and D. C. Hanna, Opt. Lett. 24, 975 (1999).
    [CrossRef]
  4. K. K. Ziling, V. A. Nadolinnyi, and V. V. Shashkin, Inorg. Mater. 16, 486 (1980).
  5. J. L. Jackel, C. E. Rice, and J. J. Veselka, Am. Ceram. Soc. Bull. 61, 811 (1982).
  6. W. M. Young, M. M. Fejer, M. J. F. Digonnet, A. F. Marshall, and R. S. Feigelson, J. Lightwave Technol. 10, 1238 (1992).
    [CrossRef]
  7. J. R. Carruthers, I. P. Kaminow, and L. W. Stulz, Appl. Opt. 13, 2333 (1974).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. K. Itoh, O. Matoba, and Y. Ichioka, Opt. Lett. 19, 652 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. S. Mailis, P. T. Brown, C. L. Sones, I. Zergioti, and R. W. Eason, Appl. Phys. A 74, 135 (2002).
    [CrossRef]
  10. S. Mailis, C. Riziotis, P. G. R. Smith, J. G. Scott, and R. W. Eason, Appl. Surf. Sci. 206, 46 (2003).
  11. U. Sclarb and K. Betzler, J. Appl. Phys. 73, 3472 (1993).
    [CrossRef]

2003

S. Mailis, C. Riziotis, P. G. R. Smith, J. G. Scott, and R. W. Eason, Appl. Surf. Sci. 206, 46 (2003).

2002

S. Mailis, P. T. Brown, C. L. Sones, I. Zergioti, and R. W. Eason, Appl. Phys. A 74, 135 (2002).
[CrossRef]

2000

E. L. Wooten, K. M. Kissa, A. Yi-Yan, E. J. Murphy, D. A. Lafaw, P. F. Hallemeier, D. Maack, D. V. Attanasio, D. J. Fritz, G. J. McBrien, and D. E. Bossi, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 69 (2000).
[CrossRef]

1999

1994

1993

U. Sclarb and K. Betzler, J. Appl. Phys. 73, 3472 (1993).
[CrossRef]

1992

W. M. Young, M. M. Fejer, M. J. F. Digonnet, A. F. Marshall, and R. S. Feigelson, J. Lightwave Technol. 10, 1238 (1992).
[CrossRef]

1982

J. L. Jackel, C. E. Rice, and J. J. Veselka, Am. Ceram. Soc. Bull. 61, 811 (1982).

1980

K. K. Ziling, V. A. Nadolinnyi, and V. V. Shashkin, Inorg. Mater. 16, 486 (1980).

1975

R. V. Schmidt and I. P. Kaminow, IEEE J. Quantum Electron. 11, 57 (1975).
[CrossRef]

1974

Attanasio, D. V.

E. L. Wooten, K. M. Kissa, A. Yi-Yan, E. J. Murphy, D. A. Lafaw, P. F. Hallemeier, D. Maack, D. V. Attanasio, D. J. Fritz, G. J. McBrien, and D. E. Bossi, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 69 (2000).
[CrossRef]

Betzler, K.

U. Sclarb and K. Betzler, J. Appl. Phys. 73, 3472 (1993).
[CrossRef]

Bossi, D. E.

E. L. Wooten, K. M. Kissa, A. Yi-Yan, E. J. Murphy, D. A. Lafaw, P. F. Hallemeier, D. Maack, D. V. Attanasio, D. J. Fritz, G. J. McBrien, and D. E. Bossi, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 69 (2000).
[CrossRef]

Britton, P. E.

Brown, P. T.

S. Mailis, P. T. Brown, C. L. Sones, I. Zergioti, and R. W. Eason, Appl. Phys. A 74, 135 (2002).
[CrossRef]

Carruthers, J. R.

Digonnet, M. J. F.

W. M. Young, M. M. Fejer, M. J. F. Digonnet, A. F. Marshall, and R. S. Feigelson, J. Lightwave Technol. 10, 1238 (1992).
[CrossRef]

Eason, R. W.

S. Mailis, C. Riziotis, P. G. R. Smith, J. G. Scott, and R. W. Eason, Appl. Surf. Sci. 206, 46 (2003).

S. Mailis, P. T. Brown, C. L. Sones, I. Zergioti, and R. W. Eason, Appl. Phys. A 74, 135 (2002).
[CrossRef]

Feigelson, R. S.

W. M. Young, M. M. Fejer, M. J. F. Digonnet, A. F. Marshall, and R. S. Feigelson, J. Lightwave Technol. 10, 1238 (1992).
[CrossRef]

Fejer, M. M.

W. M. Young, M. M. Fejer, M. J. F. Digonnet, A. F. Marshall, and R. S. Feigelson, J. Lightwave Technol. 10, 1238 (1992).
[CrossRef]

Fritz, D. J.

E. L. Wooten, K. M. Kissa, A. Yi-Yan, E. J. Murphy, D. A. Lafaw, P. F. Hallemeier, D. Maack, D. V. Attanasio, D. J. Fritz, G. J. McBrien, and D. E. Bossi, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 69 (2000).
[CrossRef]

Hallemeier, P. F.

E. L. Wooten, K. M. Kissa, A. Yi-Yan, E. J. Murphy, D. A. Lafaw, P. F. Hallemeier, D. Maack, D. V. Attanasio, D. J. Fritz, G. J. McBrien, and D. E. Bossi, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 69 (2000).
[CrossRef]

Hanna, D. C.

Ichioka, Y.

Itoh, K.

Jackel, J. L.

J. L. Jackel, C. E. Rice, and J. J. Veselka, Am. Ceram. Soc. Bull. 61, 811 (1982).

Kaminow, I. P.

R. V. Schmidt and I. P. Kaminow, IEEE J. Quantum Electron. 11, 57 (1975).
[CrossRef]

J. R. Carruthers, I. P. Kaminow, and L. W. Stulz, Appl. Opt. 13, 2333 (1974).
[CrossRef] [PubMed]

Kissa, K. M.

E. L. Wooten, K. M. Kissa, A. Yi-Yan, E. J. Murphy, D. A. Lafaw, P. F. Hallemeier, D. Maack, D. V. Attanasio, D. J. Fritz, G. J. McBrien, and D. E. Bossi, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 69 (2000).
[CrossRef]

Lafaw, D. A.

E. L. Wooten, K. M. Kissa, A. Yi-Yan, E. J. Murphy, D. A. Lafaw, P. F. Hallemeier, D. Maack, D. V. Attanasio, D. J. Fritz, G. J. McBrien, and D. E. Bossi, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 69 (2000).
[CrossRef]

Maack, D.

E. L. Wooten, K. M. Kissa, A. Yi-Yan, E. J. Murphy, D. A. Lafaw, P. F. Hallemeier, D. Maack, D. V. Attanasio, D. J. Fritz, G. J. McBrien, and D. E. Bossi, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 69 (2000).
[CrossRef]

Mailis, S.

S. Mailis, C. Riziotis, P. G. R. Smith, J. G. Scott, and R. W. Eason, Appl. Surf. Sci. 206, 46 (2003).

S. Mailis, P. T. Brown, C. L. Sones, I. Zergioti, and R. W. Eason, Appl. Phys. A 74, 135 (2002).
[CrossRef]

Marshall, A. F.

W. M. Young, M. M. Fejer, M. J. F. Digonnet, A. F. Marshall, and R. S. Feigelson, J. Lightwave Technol. 10, 1238 (1992).
[CrossRef]

Matoba, O.

McBrien, G. J.

E. L. Wooten, K. M. Kissa, A. Yi-Yan, E. J. Murphy, D. A. Lafaw, P. F. Hallemeier, D. Maack, D. V. Attanasio, D. J. Fritz, G. J. McBrien, and D. E. Bossi, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 69 (2000).
[CrossRef]

Murphy, E. J.

E. L. Wooten, K. M. Kissa, A. Yi-Yan, E. J. Murphy, D. A. Lafaw, P. F. Hallemeier, D. Maack, D. V. Attanasio, D. J. Fritz, G. J. McBrien, and D. E. Bossi, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 69 (2000).
[CrossRef]

Nadolinnyi, V. A.

K. K. Ziling, V. A. Nadolinnyi, and V. V. Shashkin, Inorg. Mater. 16, 486 (1980).

Offerhaus, H. L.

Rice, C. E.

J. L. Jackel, C. E. Rice, and J. J. Veselka, Am. Ceram. Soc. Bull. 61, 811 (1982).

Richardson, D. J.

Riziotis, C.

S. Mailis, C. Riziotis, P. G. R. Smith, J. G. Scott, and R. W. Eason, Appl. Surf. Sci. 206, 46 (2003).

Ross, G. W.

Schmidt, R. V.

R. V. Schmidt and I. P. Kaminow, IEEE J. Quantum Electron. 11, 57 (1975).
[CrossRef]

Sclarb, U.

U. Sclarb and K. Betzler, J. Appl. Phys. 73, 3472 (1993).
[CrossRef]

Scott, J. G.

S. Mailis, C. Riziotis, P. G. R. Smith, J. G. Scott, and R. W. Eason, Appl. Surf. Sci. 206, 46 (2003).

Shashkin, V. V.

K. K. Ziling, V. A. Nadolinnyi, and V. V. Shashkin, Inorg. Mater. 16, 486 (1980).

Smith, P. G. R.

S. Mailis, C. Riziotis, P. G. R. Smith, J. G. Scott, and R. W. Eason, Appl. Surf. Sci. 206, 46 (2003).

P. E. Britton, H. L. Offerhaus, D. J. Richardson, P. G. R. Smith, G. W. Ross, and D. C. Hanna, Opt. Lett. 24, 975 (1999).
[CrossRef]

Sones, C. L.

S. Mailis, P. T. Brown, C. L. Sones, I. Zergioti, and R. W. Eason, Appl. Phys. A 74, 135 (2002).
[CrossRef]

Stulz, L. W.

Veselka, J. J.

J. L. Jackel, C. E. Rice, and J. J. Veselka, Am. Ceram. Soc. Bull. 61, 811 (1982).

Wooten, E. L.

E. L. Wooten, K. M. Kissa, A. Yi-Yan, E. J. Murphy, D. A. Lafaw, P. F. Hallemeier, D. Maack, D. V. Attanasio, D. J. Fritz, G. J. McBrien, and D. E. Bossi, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 69 (2000).
[CrossRef]

Yi-Yan, A.

E. L. Wooten, K. M. Kissa, A. Yi-Yan, E. J. Murphy, D. A. Lafaw, P. F. Hallemeier, D. Maack, D. V. Attanasio, D. J. Fritz, G. J. McBrien, and D. E. Bossi, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 69 (2000).
[CrossRef]

Young, W. M.

W. M. Young, M. M. Fejer, M. J. F. Digonnet, A. F. Marshall, and R. S. Feigelson, J. Lightwave Technol. 10, 1238 (1992).
[CrossRef]

Zergioti, I.

S. Mailis, P. T. Brown, C. L. Sones, I. Zergioti, and R. W. Eason, Appl. Phys. A 74, 135 (2002).
[CrossRef]

Ziling, K. K.

K. K. Ziling, V. A. Nadolinnyi, and V. V. Shashkin, Inorg. Mater. 16, 486 (1980).

Am. Ceram. Soc. Bull.

J. L. Jackel, C. E. Rice, and J. J. Veselka, Am. Ceram. Soc. Bull. 61, 811 (1982).

Appl. Opt.

Appl. Phys. A

S. Mailis, P. T. Brown, C. L. Sones, I. Zergioti, and R. W. Eason, Appl. Phys. A 74, 135 (2002).
[CrossRef]

Appl. Surf. Sci.

S. Mailis, C. Riziotis, P. G. R. Smith, J. G. Scott, and R. W. Eason, Appl. Surf. Sci. 206, 46 (2003).

IEEE J. Quantum Electron.

R. V. Schmidt and I. P. Kaminow, IEEE J. Quantum Electron. 11, 57 (1975).
[CrossRef]

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.

E. L. Wooten, K. M. Kissa, A. Yi-Yan, E. J. Murphy, D. A. Lafaw, P. F. Hallemeier, D. Maack, D. V. Attanasio, D. J. Fritz, G. J. McBrien, and D. E. Bossi, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 6, 69 (2000).
[CrossRef]

Inorg. Mater.

K. K. Ziling, V. A. Nadolinnyi, and V. V. Shashkin, Inorg. Mater. 16, 486 (1980).

J. Appl. Phys.

U. Sclarb and K. Betzler, J. Appl. Phys. 73, 3472 (1993).
[CrossRef]

J. Lightwave Technol.

W. M. Young, M. M. Fejer, M. J. F. Digonnet, A. F. Marshall, and R. S. Feigelson, J. Lightwave Technol. 10, 1238 (1992).
[CrossRef]

Opt. Lett.

Cited By

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

Alert me when this article is cited.


Figures (4)

Fig. 1
Fig. 1

Outline of the experimental apparatus used for the direct writing of waveguides. AOM, acousto-optic modulator; SF, spatial filter.

Fig. 2
Fig. 2

Near-field mode profiles of an UV-written waveguide on a z-cut lithium niobate substrate at 633 nm. The focused writing beam spot size was (a) 1.75 µm and (b) 3.25 µm for the mode profiles shown.

Fig. 3
Fig. 3

Near-field waveguide mode profile at 1523 nm from a waveguide written with a 3.25µm UV laser spot size.

Fig. 4
Fig. 4

Temporal evolution of the waveguide output at 633 nm. A single exponential decay (solid curve) is fitted to the data (square points).

Equations (3)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

Poutfib=CL2×WL×Pin,
Poutobj=CL×WL×Pin,
Loss=10dlogPoutobj2Pin×Poutfib.

Metrics