Abstract

We investigate the transfer of orbital angular momentum (OAM) in a type-II optical parametric oscillator (OPO). We produce different kinds of transverse modes on the downconverted beams by pumping the OPO with a first-order Laguerre–Gaussian beam well above threshold. Different operation regimes are attained showing a rich variety of transverse modes bearing OAM.

© 2008 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. L. Braunstein and P. van Loock, Rev. Mod. Phys. 77, 513 (2005).
    [CrossRef]
  2. Z. Y. Ou, S. F. Pereira, H. J. Kimble, and K. C. Peng, Phys. Rev. Lett. 68, 3663 (1992).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. W. P. Bowen, R. Schnabel, H. A. Bachor, and P. K. Lam, Phys. Rev. Lett. 88, 093601 (2002).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. N. Treps, N. Grosse, W. P. Bowen, C. Fabre, H. A. Bachor, and P. K. Lam, Science 301, 940 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. V. Delaubert, N. Treps, C. C. Harb, P. K. Lam, and H.-A. Bachor, Opt. Lett. 31, 1537 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. L. Allen, M. W. Beijersbergen, R. J. C. Spreeuw, and J. P. Woerdman, Phys. Rev. A 45, 8185 (1992).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. N. R. Heckenberg, R. McDuff, C. P. Smith, and A. G. White, Opt. Lett. 17, 221 (1992).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. G. F. Brand, Am. J. Phys. 67, 55 (1999).
    [CrossRef]
  9. J. A. O. Huguenin, B. Coutinho dos Santos, P. A. M. dos Santos, and A. Z. Khoury, J. Opt. Soc. Am. A 20, 1883 (2003).
    [CrossRef]
  10. K. Dholakia, N. B. Simpson, M. J. Padgett, and L. Allen, Phys. Rev. A 54, R3742 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. J. Arlt, K. Dholakia, L. Allen, and M. J. Padgett, Phys. Rev. A 59, 3950 (1999).
    [CrossRef]
  12. H. H. Arnault and G. A. Barbosa, Phys. Rev. Lett. 85, 286 (2000).
    [CrossRef]
  13. A. Mair, A. Vaziri, G. Weihs, and A. Zeilinger, Nature 412, 313 (2001).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. G. Molina-Terriza, J. P. Torres, and L. Torner, Opt. Commun. 228, 155 (2003).
    [CrossRef]
  15. C. I. Osorio, G. Molina-Terriza, and J. P. Torres, Phys. Rev. A 77, 015810 (2008).
    [CrossRef]
  16. D. P. Caetano, M. P. Almeida, P. H. Souto Ribeiro, J. A. O. Huguenin, B. Coutinho dos Santos, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 66, 041801 (2002).
    [CrossRef]
  17. M. Martinelli, J. A. O. Huguenin, P. Nussenzveig, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 70, 013812 (2004).
    [CrossRef]
  18. B. Coutinho dos Santos, C. E. R. Souza, K. Dechoum, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 76, 053821 (2007).
    [CrossRef]
  19. D. V. Petrov, F. Canal, and L. Torner, Opt. Commun. 143, 265 (1997).
    [CrossRef]
  20. S. P. Walborn, A. N. de Oliveira, R. S. Thebaldi, and C. H. Monken, Phys. Rev. A 69, 023811 (2004).
    [CrossRef]
  21. A. Amon, M. Nizette, M. Lefranc, and T. Erneux, Phys. Rev. A 68, 023801 (2003).
    [CrossRef]

2008 (1)

C. I. Osorio, G. Molina-Terriza, and J. P. Torres, Phys. Rev. A 77, 015810 (2008).
[CrossRef]

2007 (1)

B. Coutinho dos Santos, C. E. R. Souza, K. Dechoum, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 76, 053821 (2007).
[CrossRef]

2006 (1)

2005 (1)

S. L. Braunstein and P. van Loock, Rev. Mod. Phys. 77, 513 (2005).
[CrossRef]

2004 (2)

M. Martinelli, J. A. O. Huguenin, P. Nussenzveig, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 70, 013812 (2004).
[CrossRef]

S. P. Walborn, A. N. de Oliveira, R. S. Thebaldi, and C. H. Monken, Phys. Rev. A 69, 023811 (2004).
[CrossRef]

2003 (4)

A. Amon, M. Nizette, M. Lefranc, and T. Erneux, Phys. Rev. A 68, 023801 (2003).
[CrossRef]

G. Molina-Terriza, J. P. Torres, and L. Torner, Opt. Commun. 228, 155 (2003).
[CrossRef]

N. Treps, N. Grosse, W. P. Bowen, C. Fabre, H. A. Bachor, and P. K. Lam, Science 301, 940 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

J. A. O. Huguenin, B. Coutinho dos Santos, P. A. M. dos Santos, and A. Z. Khoury, J. Opt. Soc. Am. A 20, 1883 (2003).
[CrossRef]

2002 (2)

W. P. Bowen, R. Schnabel, H. A. Bachor, and P. K. Lam, Phys. Rev. Lett. 88, 093601 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

D. P. Caetano, M. P. Almeida, P. H. Souto Ribeiro, J. A. O. Huguenin, B. Coutinho dos Santos, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 66, 041801 (2002).
[CrossRef]

2001 (1)

A. Mair, A. Vaziri, G. Weihs, and A. Zeilinger, Nature 412, 313 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

2000 (1)

H. H. Arnault and G. A. Barbosa, Phys. Rev. Lett. 85, 286 (2000).
[CrossRef]

1999 (2)

G. F. Brand, Am. J. Phys. 67, 55 (1999).
[CrossRef]

J. Arlt, K. Dholakia, L. Allen, and M. J. Padgett, Phys. Rev. A 59, 3950 (1999).
[CrossRef]

1997 (1)

D. V. Petrov, F. Canal, and L. Torner, Opt. Commun. 143, 265 (1997).
[CrossRef]

1996 (1)

K. Dholakia, N. B. Simpson, M. J. Padgett, and L. Allen, Phys. Rev. A 54, R3742 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

1992 (3)

L. Allen, M. W. Beijersbergen, R. J. C. Spreeuw, and J. P. Woerdman, Phys. Rev. A 45, 8185 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

N. R. Heckenberg, R. McDuff, C. P. Smith, and A. G. White, Opt. Lett. 17, 221 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Z. Y. Ou, S. F. Pereira, H. J. Kimble, and K. C. Peng, Phys. Rev. Lett. 68, 3663 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Allen, L.

J. Arlt, K. Dholakia, L. Allen, and M. J. Padgett, Phys. Rev. A 59, 3950 (1999).
[CrossRef]

K. Dholakia, N. B. Simpson, M. J. Padgett, and L. Allen, Phys. Rev. A 54, R3742 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

L. Allen, M. W. Beijersbergen, R. J. C. Spreeuw, and J. P. Woerdman, Phys. Rev. A 45, 8185 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Almeida, M. P.

D. P. Caetano, M. P. Almeida, P. H. Souto Ribeiro, J. A. O. Huguenin, B. Coutinho dos Santos, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 66, 041801 (2002).
[CrossRef]

Amon, A.

A. Amon, M. Nizette, M. Lefranc, and T. Erneux, Phys. Rev. A 68, 023801 (2003).
[CrossRef]

Arlt, J.

J. Arlt, K. Dholakia, L. Allen, and M. J. Padgett, Phys. Rev. A 59, 3950 (1999).
[CrossRef]

Arnault, H. H.

H. H. Arnault and G. A. Barbosa, Phys. Rev. Lett. 85, 286 (2000).
[CrossRef]

Bachor, H. A.

N. Treps, N. Grosse, W. P. Bowen, C. Fabre, H. A. Bachor, and P. K. Lam, Science 301, 940 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

W. P. Bowen, R. Schnabel, H. A. Bachor, and P. K. Lam, Phys. Rev. Lett. 88, 093601 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Bachor, H.-A.

Barbosa, G. A.

H. H. Arnault and G. A. Barbosa, Phys. Rev. Lett. 85, 286 (2000).
[CrossRef]

Beijersbergen, M. W.

L. Allen, M. W. Beijersbergen, R. J. C. Spreeuw, and J. P. Woerdman, Phys. Rev. A 45, 8185 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Bowen, W. P.

N. Treps, N. Grosse, W. P. Bowen, C. Fabre, H. A. Bachor, and P. K. Lam, Science 301, 940 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

W. P. Bowen, R. Schnabel, H. A. Bachor, and P. K. Lam, Phys. Rev. Lett. 88, 093601 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Brand, G. F.

G. F. Brand, Am. J. Phys. 67, 55 (1999).
[CrossRef]

Braunstein, S. L.

S. L. Braunstein and P. van Loock, Rev. Mod. Phys. 77, 513 (2005).
[CrossRef]

Caetano, D. P.

D. P. Caetano, M. P. Almeida, P. H. Souto Ribeiro, J. A. O. Huguenin, B. Coutinho dos Santos, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 66, 041801 (2002).
[CrossRef]

Canal, F.

D. V. Petrov, F. Canal, and L. Torner, Opt. Commun. 143, 265 (1997).
[CrossRef]

de Oliveira, A. N.

S. P. Walborn, A. N. de Oliveira, R. S. Thebaldi, and C. H. Monken, Phys. Rev. A 69, 023811 (2004).
[CrossRef]

Dechoum, K.

B. Coutinho dos Santos, C. E. R. Souza, K. Dechoum, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 76, 053821 (2007).
[CrossRef]

Delaubert, V.

Dholakia, K.

J. Arlt, K. Dholakia, L. Allen, and M. J. Padgett, Phys. Rev. A 59, 3950 (1999).
[CrossRef]

K. Dholakia, N. B. Simpson, M. J. Padgett, and L. Allen, Phys. Rev. A 54, R3742 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

dos Santos, B. Coutinho

B. Coutinho dos Santos, C. E. R. Souza, K. Dechoum, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 76, 053821 (2007).
[CrossRef]

J. A. O. Huguenin, B. Coutinho dos Santos, P. A. M. dos Santos, and A. Z. Khoury, J. Opt. Soc. Am. A 20, 1883 (2003).
[CrossRef]

D. P. Caetano, M. P. Almeida, P. H. Souto Ribeiro, J. A. O. Huguenin, B. Coutinho dos Santos, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 66, 041801 (2002).
[CrossRef]

dos Santos, P. A. M.

Erneux, T.

A. Amon, M. Nizette, M. Lefranc, and T. Erneux, Phys. Rev. A 68, 023801 (2003).
[CrossRef]

Fabre, C.

N. Treps, N. Grosse, W. P. Bowen, C. Fabre, H. A. Bachor, and P. K. Lam, Science 301, 940 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Grosse, N.

N. Treps, N. Grosse, W. P. Bowen, C. Fabre, H. A. Bachor, and P. K. Lam, Science 301, 940 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Harb, C. C.

Heckenberg, N. R.

Huguenin, J. A. O.

M. Martinelli, J. A. O. Huguenin, P. Nussenzveig, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 70, 013812 (2004).
[CrossRef]

J. A. O. Huguenin, B. Coutinho dos Santos, P. A. M. dos Santos, and A. Z. Khoury, J. Opt. Soc. Am. A 20, 1883 (2003).
[CrossRef]

D. P. Caetano, M. P. Almeida, P. H. Souto Ribeiro, J. A. O. Huguenin, B. Coutinho dos Santos, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 66, 041801 (2002).
[CrossRef]

Khoury, A. Z.

B. Coutinho dos Santos, C. E. R. Souza, K. Dechoum, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 76, 053821 (2007).
[CrossRef]

M. Martinelli, J. A. O. Huguenin, P. Nussenzveig, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 70, 013812 (2004).
[CrossRef]

J. A. O. Huguenin, B. Coutinho dos Santos, P. A. M. dos Santos, and A. Z. Khoury, J. Opt. Soc. Am. A 20, 1883 (2003).
[CrossRef]

D. P. Caetano, M. P. Almeida, P. H. Souto Ribeiro, J. A. O. Huguenin, B. Coutinho dos Santos, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 66, 041801 (2002).
[CrossRef]

Kimble, H. J.

Z. Y. Ou, S. F. Pereira, H. J. Kimble, and K. C. Peng, Phys. Rev. Lett. 68, 3663 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Lam, P. K.

V. Delaubert, N. Treps, C. C. Harb, P. K. Lam, and H.-A. Bachor, Opt. Lett. 31, 1537 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

N. Treps, N. Grosse, W. P. Bowen, C. Fabre, H. A. Bachor, and P. K. Lam, Science 301, 940 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

W. P. Bowen, R. Schnabel, H. A. Bachor, and P. K. Lam, Phys. Rev. Lett. 88, 093601 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Lefranc, M.

A. Amon, M. Nizette, M. Lefranc, and T. Erneux, Phys. Rev. A 68, 023801 (2003).
[CrossRef]

Mair, A.

A. Mair, A. Vaziri, G. Weihs, and A. Zeilinger, Nature 412, 313 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Martinelli, M.

M. Martinelli, J. A. O. Huguenin, P. Nussenzveig, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 70, 013812 (2004).
[CrossRef]

McDuff, R.

Molina-Terriza, G.

C. I. Osorio, G. Molina-Terriza, and J. P. Torres, Phys. Rev. A 77, 015810 (2008).
[CrossRef]

G. Molina-Terriza, J. P. Torres, and L. Torner, Opt. Commun. 228, 155 (2003).
[CrossRef]

Monken, C. H.

S. P. Walborn, A. N. de Oliveira, R. S. Thebaldi, and C. H. Monken, Phys. Rev. A 69, 023811 (2004).
[CrossRef]

Nizette, M.

A. Amon, M. Nizette, M. Lefranc, and T. Erneux, Phys. Rev. A 68, 023801 (2003).
[CrossRef]

Nussenzveig, P.

M. Martinelli, J. A. O. Huguenin, P. Nussenzveig, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 70, 013812 (2004).
[CrossRef]

Osorio, C. I.

C. I. Osorio, G. Molina-Terriza, and J. P. Torres, Phys. Rev. A 77, 015810 (2008).
[CrossRef]

Ou, Z. Y.

Z. Y. Ou, S. F. Pereira, H. J. Kimble, and K. C. Peng, Phys. Rev. Lett. 68, 3663 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Padgett, M. J.

J. Arlt, K. Dholakia, L. Allen, and M. J. Padgett, Phys. Rev. A 59, 3950 (1999).
[CrossRef]

K. Dholakia, N. B. Simpson, M. J. Padgett, and L. Allen, Phys. Rev. A 54, R3742 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

Peng, K. C.

Z. Y. Ou, S. F. Pereira, H. J. Kimble, and K. C. Peng, Phys. Rev. Lett. 68, 3663 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Pereira, S. F.

Z. Y. Ou, S. F. Pereira, H. J. Kimble, and K. C. Peng, Phys. Rev. Lett. 68, 3663 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Petrov, D. V.

D. V. Petrov, F. Canal, and L. Torner, Opt. Commun. 143, 265 (1997).
[CrossRef]

Schnabel, R.

W. P. Bowen, R. Schnabel, H. A. Bachor, and P. K. Lam, Phys. Rev. Lett. 88, 093601 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Simpson, N. B.

K. Dholakia, N. B. Simpson, M. J. Padgett, and L. Allen, Phys. Rev. A 54, R3742 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

Smith, C. P.

Souto Ribeiro, P. H.

D. P. Caetano, M. P. Almeida, P. H. Souto Ribeiro, J. A. O. Huguenin, B. Coutinho dos Santos, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 66, 041801 (2002).
[CrossRef]

Souza, C. E. R.

B. Coutinho dos Santos, C. E. R. Souza, K. Dechoum, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 76, 053821 (2007).
[CrossRef]

Spreeuw, R. J. C.

L. Allen, M. W. Beijersbergen, R. J. C. Spreeuw, and J. P. Woerdman, Phys. Rev. A 45, 8185 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Thebaldi, R. S.

S. P. Walborn, A. N. de Oliveira, R. S. Thebaldi, and C. H. Monken, Phys. Rev. A 69, 023811 (2004).
[CrossRef]

Torner, L.

G. Molina-Terriza, J. P. Torres, and L. Torner, Opt. Commun. 228, 155 (2003).
[CrossRef]

D. V. Petrov, F. Canal, and L. Torner, Opt. Commun. 143, 265 (1997).
[CrossRef]

Torres, J. P.

C. I. Osorio, G. Molina-Terriza, and J. P. Torres, Phys. Rev. A 77, 015810 (2008).
[CrossRef]

G. Molina-Terriza, J. P. Torres, and L. Torner, Opt. Commun. 228, 155 (2003).
[CrossRef]

Treps, N.

V. Delaubert, N. Treps, C. C. Harb, P. K. Lam, and H.-A. Bachor, Opt. Lett. 31, 1537 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

N. Treps, N. Grosse, W. P. Bowen, C. Fabre, H. A. Bachor, and P. K. Lam, Science 301, 940 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

van Loock, P.

S. L. Braunstein and P. van Loock, Rev. Mod. Phys. 77, 513 (2005).
[CrossRef]

Vaziri, A.

A. Mair, A. Vaziri, G. Weihs, and A. Zeilinger, Nature 412, 313 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Walborn, S. P.

S. P. Walborn, A. N. de Oliveira, R. S. Thebaldi, and C. H. Monken, Phys. Rev. A 69, 023811 (2004).
[CrossRef]

Weihs, G.

A. Mair, A. Vaziri, G. Weihs, and A. Zeilinger, Nature 412, 313 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

White, A. G.

Woerdman, J. P.

L. Allen, M. W. Beijersbergen, R. J. C. Spreeuw, and J. P. Woerdman, Phys. Rev. A 45, 8185 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Zeilinger, A.

A. Mair, A. Vaziri, G. Weihs, and A. Zeilinger, Nature 412, 313 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Am. J. Phys. (1)

G. F. Brand, Am. J. Phys. 67, 55 (1999).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. A (1)

Nature (1)

A. Mair, A. Vaziri, G. Weihs, and A. Zeilinger, Nature 412, 313 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Opt. Commun. (2)

G. Molina-Terriza, J. P. Torres, and L. Torner, Opt. Commun. 228, 155 (2003).
[CrossRef]

D. V. Petrov, F. Canal, and L. Torner, Opt. Commun. 143, 265 (1997).
[CrossRef]

Opt. Lett. (2)

Phys. Rev. A (9)

L. Allen, M. W. Beijersbergen, R. J. C. Spreeuw, and J. P. Woerdman, Phys. Rev. A 45, 8185 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

K. Dholakia, N. B. Simpson, M. J. Padgett, and L. Allen, Phys. Rev. A 54, R3742 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

J. Arlt, K. Dholakia, L. Allen, and M. J. Padgett, Phys. Rev. A 59, 3950 (1999).
[CrossRef]

S. P. Walborn, A. N. de Oliveira, R. S. Thebaldi, and C. H. Monken, Phys. Rev. A 69, 023811 (2004).
[CrossRef]

A. Amon, M. Nizette, M. Lefranc, and T. Erneux, Phys. Rev. A 68, 023801 (2003).
[CrossRef]

C. I. Osorio, G. Molina-Terriza, and J. P. Torres, Phys. Rev. A 77, 015810 (2008).
[CrossRef]

D. P. Caetano, M. P. Almeida, P. H. Souto Ribeiro, J. A. O. Huguenin, B. Coutinho dos Santos, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 66, 041801 (2002).
[CrossRef]

M. Martinelli, J. A. O. Huguenin, P. Nussenzveig, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 70, 013812 (2004).
[CrossRef]

B. Coutinho dos Santos, C. E. R. Souza, K. Dechoum, and A. Z. Khoury, Phys. Rev. A 76, 053821 (2007).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (3)

H. H. Arnault and G. A. Barbosa, Phys. Rev. Lett. 85, 286 (2000).
[CrossRef]

Z. Y. Ou, S. F. Pereira, H. J. Kimble, and K. C. Peng, Phys. Rev. Lett. 68, 3663 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

W. P. Bowen, R. Schnabel, H. A. Bachor, and P. K. Lam, Phys. Rev. Lett. 88, 093601 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Rev. Mod. Phys. (1)

S. L. Braunstein and P. van Loock, Rev. Mod. Phys. 77, 513 (2005).
[CrossRef]

Science (1)

N. Treps, N. Grosse, W. P. Bowen, C. Fabre, H. A. Bachor, and P. K. Lam, Science 301, 940 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

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 (3)

Fig. 1
Fig. 1

Experimental setup.

Fig. 2
Fig. 2

Pump and downconverted resonances for the confocal configuration.

Fig. 3
Fig. 3

Signal (right) and idler (left) beam profiles for confocal configuration is shown in column A for different resonances. Column B shows its respective self-interference patterns.

Metrics