Abstract

Efficient second-harmonic conversion of 4μm radiation was demonstrated in orientation-patterned GaAs (OPGaAs) waveguides (WGs). An experimentally corrected phase-matching curve for second harmonic generation (SHG) in OPGaAs WGs is presented. Influence of WG modes on the SHG process was studied. Two distinct types of SHG in the waveguides were identified and related to the TE and TM modes. Each type has its own dependence on pump polarization. The 21%W1 normalized conversion efficiency is within a factor of 0.75 from the predicted value for an ideal WG.

© 2010 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. K. L. Schepler and J. B. Spring, Proc. SPIE 7197, 719708 (2009).
    [CrossRef]
  2. X. Yu, L. Scaccabarozzi, J. S. Harris, P. S. Kuo, and M. M. Fejer, Opt. Express 13, 10742 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. M. B. Oron, P. Blau, and S. Shusterman, Proc. SPIE 6875, 68750F (2008).
    [CrossRef]
  4. T. Skauli, P. S. Kuo, K. L. Vodopyanov, T. J. Pinguet, O. Levi, L. A. Eyres, J. S. Harris, and M. M. Fejer, J. Appl. Phys. 94, 6447 (2003).
    [CrossRef]
  5. S. Gehrsitz, F. K. Reinhart, C. Gourgon, N. Herres, A. Vonlanthen, and H. Sigg, J. Appl. Phys. 87, 7825 (2000).
    [CrossRef]
  6. K. L. Vodopyanov, O. Levi, P. S. Kuo, T. J. Pinguet, J. S. Harris, and M. M. Fejer, Opt. Lett. 29, 1912 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. S. J. B. Yoo, C. Caneau, R. Bhat, M. A. Koza, A. Rajhel, and N. Antoniades, Appl. Phys. Lett. 68, 2609 (1996).
    [CrossRef]
  8. T. Skauli, K. L. Vodopyanov, T. J. Pinguet, A. Schober, O. Levi, L. A. Eyres, M. M. Fejer, J. S. Harris, B. Gerard, L. Becouarn, E. Lallier, and G. Arisholm, Opt. Lett. 27, 628 (2002).
    [CrossRef]
  9. S. Helmfrid and G. Arvidsson, J. Opt. Soc. Am. B 8, 2326 (1991).
    [CrossRef]

2009 (1)

K. L. Schepler and J. B. Spring, Proc. SPIE 7197, 719708 (2009).
[CrossRef]

2008 (1)

M. B. Oron, P. Blau, and S. Shusterman, Proc. SPIE 6875, 68750F (2008).
[CrossRef]

2005 (1)

2004 (1)

2003 (1)

T. Skauli, P. S. Kuo, K. L. Vodopyanov, T. J. Pinguet, O. Levi, L. A. Eyres, J. S. Harris, and M. M. Fejer, J. Appl. Phys. 94, 6447 (2003).
[CrossRef]

2002 (1)

2000 (1)

S. Gehrsitz, F. K. Reinhart, C. Gourgon, N. Herres, A. Vonlanthen, and H. Sigg, J. Appl. Phys. 87, 7825 (2000).
[CrossRef]

1996 (1)

S. J. B. Yoo, C. Caneau, R. Bhat, M. A. Koza, A. Rajhel, and N. Antoniades, Appl. Phys. Lett. 68, 2609 (1996).
[CrossRef]

1991 (1)

Antoniades, N.

S. J. B. Yoo, C. Caneau, R. Bhat, M. A. Koza, A. Rajhel, and N. Antoniades, Appl. Phys. Lett. 68, 2609 (1996).
[CrossRef]

Arisholm, G.

Arvidsson, G.

Becouarn, L.

Bhat, R.

S. J. B. Yoo, C. Caneau, R. Bhat, M. A. Koza, A. Rajhel, and N. Antoniades, Appl. Phys. Lett. 68, 2609 (1996).
[CrossRef]

Blau, P.

M. B. Oron, P. Blau, and S. Shusterman, Proc. SPIE 6875, 68750F (2008).
[CrossRef]

Caneau, C.

S. J. B. Yoo, C. Caneau, R. Bhat, M. A. Koza, A. Rajhel, and N. Antoniades, Appl. Phys. Lett. 68, 2609 (1996).
[CrossRef]

Eyres, L. A.

T. Skauli, P. S. Kuo, K. L. Vodopyanov, T. J. Pinguet, O. Levi, L. A. Eyres, J. S. Harris, and M. M. Fejer, J. Appl. Phys. 94, 6447 (2003).
[CrossRef]

T. Skauli, K. L. Vodopyanov, T. J. Pinguet, A. Schober, O. Levi, L. A. Eyres, M. M. Fejer, J. S. Harris, B. Gerard, L. Becouarn, E. Lallier, and G. Arisholm, Opt. Lett. 27, 628 (2002).
[CrossRef]

Fejer, M. M.

Gehrsitz, S.

S. Gehrsitz, F. K. Reinhart, C. Gourgon, N. Herres, A. Vonlanthen, and H. Sigg, J. Appl. Phys. 87, 7825 (2000).
[CrossRef]

Gerard, B.

Gourgon, C.

S. Gehrsitz, F. K. Reinhart, C. Gourgon, N. Herres, A. Vonlanthen, and H. Sigg, J. Appl. Phys. 87, 7825 (2000).
[CrossRef]

Harris, J. S.

Helmfrid, S.

Herres, N.

S. Gehrsitz, F. K. Reinhart, C. Gourgon, N. Herres, A. Vonlanthen, and H. Sigg, J. Appl. Phys. 87, 7825 (2000).
[CrossRef]

Koza, M. A.

S. J. B. Yoo, C. Caneau, R. Bhat, M. A. Koza, A. Rajhel, and N. Antoniades, Appl. Phys. Lett. 68, 2609 (1996).
[CrossRef]

Kuo, P. S.

Lallier, E.

Levi, O.

Oron, M. B.

M. B. Oron, P. Blau, and S. Shusterman, Proc. SPIE 6875, 68750F (2008).
[CrossRef]

Pinguet, T. J.

Rajhel, A.

S. J. B. Yoo, C. Caneau, R. Bhat, M. A. Koza, A. Rajhel, and N. Antoniades, Appl. Phys. Lett. 68, 2609 (1996).
[CrossRef]

Reinhart, F. K.

S. Gehrsitz, F. K. Reinhart, C. Gourgon, N. Herres, A. Vonlanthen, and H. Sigg, J. Appl. Phys. 87, 7825 (2000).
[CrossRef]

Scaccabarozzi, L.

Schepler, K. L.

K. L. Schepler and J. B. Spring, Proc. SPIE 7197, 719708 (2009).
[CrossRef]

Schober, A.

Shusterman, S.

M. B. Oron, P. Blau, and S. Shusterman, Proc. SPIE 6875, 68750F (2008).
[CrossRef]

Sigg, H.

S. Gehrsitz, F. K. Reinhart, C. Gourgon, N. Herres, A. Vonlanthen, and H. Sigg, J. Appl. Phys. 87, 7825 (2000).
[CrossRef]

Skauli, T.

T. Skauli, P. S. Kuo, K. L. Vodopyanov, T. J. Pinguet, O. Levi, L. A. Eyres, J. S. Harris, and M. M. Fejer, J. Appl. Phys. 94, 6447 (2003).
[CrossRef]

T. Skauli, K. L. Vodopyanov, T. J. Pinguet, A. Schober, O. Levi, L. A. Eyres, M. M. Fejer, J. S. Harris, B. Gerard, L. Becouarn, E. Lallier, and G. Arisholm, Opt. Lett. 27, 628 (2002).
[CrossRef]

Spring, J. B.

K. L. Schepler and J. B. Spring, Proc. SPIE 7197, 719708 (2009).
[CrossRef]

Vodopyanov, K. L.

Vonlanthen, A.

S. Gehrsitz, F. K. Reinhart, C. Gourgon, N. Herres, A. Vonlanthen, and H. Sigg, J. Appl. Phys. 87, 7825 (2000).
[CrossRef]

Yoo, S. J. B.

S. J. B. Yoo, C. Caneau, R. Bhat, M. A. Koza, A. Rajhel, and N. Antoniades, Appl. Phys. Lett. 68, 2609 (1996).
[CrossRef]

Yu, X.

Appl. Phys. Lett. (1)

S. J. B. Yoo, C. Caneau, R. Bhat, M. A. Koza, A. Rajhel, and N. Antoniades, Appl. Phys. Lett. 68, 2609 (1996).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (2)

T. Skauli, P. S. Kuo, K. L. Vodopyanov, T. J. Pinguet, O. Levi, L. A. Eyres, J. S. Harris, and M. M. Fejer, J. Appl. Phys. 94, 6447 (2003).
[CrossRef]

S. Gehrsitz, F. K. Reinhart, C. Gourgon, N. Herres, A. Vonlanthen, and H. Sigg, J. Appl. Phys. 87, 7825 (2000).
[CrossRef]

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

Opt. Express (1)

Opt. Lett. (2)

Proc. SPIE (2)

M. B. Oron, P. Blau, and S. Shusterman, Proc. SPIE 6875, 68750F (2008).
[CrossRef]

K. L. Schepler and J. B. Spring, Proc. SPIE 7197, 719708 (2009).
[CrossRef]

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

OPGaAs-period–QPM-WL relation for 8- and 13-μm-wide WGs. Dashed curves, calculated using GaAs and AlGaAs dispersion data. Solid curves, calculated using corrected dispersion curves. Squares and circle, measured data in 13 and 10 μm WGs, respectively.

Fig. 2
Fig. 2

SHG peak power versus pump WL in OPGaAs WG for pump polarization angle of 45 ° (circles) and 90 ° (squares). Curves are visual aids. Polarization direction of pump and SH waves are indicated by solid and open arrows, respectively.

Fig. 3
Fig. 3

SHG peak power dependence on polarization angle for pump WLs of (a) 4090 and (b) 4035 nm . Symbols, measured data; curves, functional fits of sin 2 ( 2 θ ) and sin 4 ( θ ) .

Fig. 4
Fig. 4

SH peak power versus pump peak power in a 10 mm OPGaAs WG of 39 μm period and 3 μm × 13 μm core.

Equations (2)

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

n eff ( λ SH ) / λ SH 2 n eff ( λ p ) / λ p = 1 / Λ ,
n eff TE ( λ SH ) / λ SH n eff TE ( λ p ) / λ p n eff TM ( λ p ) / λ p = 1 / Λ ,

Metrics