Abstract

Using a self-consistent numerical method, we calculate the carrier-density-dependent changes in the propagation constant of a TE mode in a symmetric slab semiconductor waveguide. By modeling the nonlinearity with the plasma theory, the effect of transverse carrier diffusion on the nonlinear response of a waveguide is investigated for typical waveguide parameters.

© 1987 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. Sarid, G. I. Stegeman, J. Appl. Phys. 52, 5439 (1981).
    [CrossRef]
  2. B. Crosignani, C. H. Papas, P. Di Porto, Opt. Lett. 6, 61 (1981).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. U. Langbein, F. Lederer, H. E. Ponath, Opt. Commun. 53, 417 (1985).
    [CrossRef]
  4. U. Langbein, F. Lederer, T. Perschel, H. E. Ponath, Opt. Lett. 10, 571 (1985).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. G. I. Stegeman, C. T. Seaton, J. Chilwell, S. D. Smith, Appl. Phys. Lett. 44, 830 (1984).
    [CrossRef]
  6. G. I. Stegeman, J. Ariyasu, T. P. Shen, J. V. Moloney, Appl. Phys. Lett. 47, 1254 (1985).
    [CrossRef]
  7. A. D. Boardman, P. Egan, IEEE J. Quantum Electron. QE-21, 1701 (1985).
    [CrossRef]
  8. A. D. Boardman, P. Egan, IEEE J. Quantum Electron. QE-22, 319 (1986).
    [CrossRef]
  9. D. Sarid, W. M. Gibbons, H. M. Gibbs, M. W. Warren, S. W. Koch, L. Banyai, in Optical Bistability III, H. M. Gibbs, ed. (Springer-Verlag, Berlin, 1985), pp. 91–93.
  10. L. Banyai, S. W. Koch, Z. Phys. B 63, 283 (1986).
    [CrossRef]
  11. Y. H. Lee, A. Chavez-Pirson, S. W. Koch, H. M. Gibbs, S. H. Park, J. Morchange, A. Jeffery, N. Peyghambarian, L. Banyai, A. C. Gossard, W. Wiegmann, Phys. Rev. Lett. 47, 2446 (1986).
    [CrossRef]
  12. G. R. Olbright, N. Peyghambarian, S. W. Koch, L. Bynai, Opt. Lett. 12, 00 (1987).
    [CrossRef]
  13. M. Wegener, C. Klingshirn, S. W. Koch, L. Banyai, Semicond. Sci. Technol. 1, 366 (1986).
    [CrossRef]

1987 (1)

G. R. Olbright, N. Peyghambarian, S. W. Koch, L. Bynai, Opt. Lett. 12, 00 (1987).
[CrossRef]

1986 (4)

M. Wegener, C. Klingshirn, S. W. Koch, L. Banyai, Semicond. Sci. Technol. 1, 366 (1986).
[CrossRef]

A. D. Boardman, P. Egan, IEEE J. Quantum Electron. QE-22, 319 (1986).
[CrossRef]

L. Banyai, S. W. Koch, Z. Phys. B 63, 283 (1986).
[CrossRef]

Y. H. Lee, A. Chavez-Pirson, S. W. Koch, H. M. Gibbs, S. H. Park, J. Morchange, A. Jeffery, N. Peyghambarian, L. Banyai, A. C. Gossard, W. Wiegmann, Phys. Rev. Lett. 47, 2446 (1986).
[CrossRef]

1985 (4)

G. I. Stegeman, J. Ariyasu, T. P. Shen, J. V. Moloney, Appl. Phys. Lett. 47, 1254 (1985).
[CrossRef]

A. D. Boardman, P. Egan, IEEE J. Quantum Electron. QE-21, 1701 (1985).
[CrossRef]

U. Langbein, F. Lederer, H. E. Ponath, Opt. Commun. 53, 417 (1985).
[CrossRef]

U. Langbein, F. Lederer, T. Perschel, H. E. Ponath, Opt. Lett. 10, 571 (1985).
[CrossRef] [PubMed]

1984 (1)

G. I. Stegeman, C. T. Seaton, J. Chilwell, S. D. Smith, Appl. Phys. Lett. 44, 830 (1984).
[CrossRef]

1981 (2)

Ariyasu, J.

G. I. Stegeman, J. Ariyasu, T. P. Shen, J. V. Moloney, Appl. Phys. Lett. 47, 1254 (1985).
[CrossRef]

Banyai, L.

L. Banyai, S. W. Koch, Z. Phys. B 63, 283 (1986).
[CrossRef]

M. Wegener, C. Klingshirn, S. W. Koch, L. Banyai, Semicond. Sci. Technol. 1, 366 (1986).
[CrossRef]

Y. H. Lee, A. Chavez-Pirson, S. W. Koch, H. M. Gibbs, S. H. Park, J. Morchange, A. Jeffery, N. Peyghambarian, L. Banyai, A. C. Gossard, W. Wiegmann, Phys. Rev. Lett. 47, 2446 (1986).
[CrossRef]

D. Sarid, W. M. Gibbons, H. M. Gibbs, M. W. Warren, S. W. Koch, L. Banyai, in Optical Bistability III, H. M. Gibbs, ed. (Springer-Verlag, Berlin, 1985), pp. 91–93.

Boardman, A. D.

A. D. Boardman, P. Egan, IEEE J. Quantum Electron. QE-22, 319 (1986).
[CrossRef]

A. D. Boardman, P. Egan, IEEE J. Quantum Electron. QE-21, 1701 (1985).
[CrossRef]

Bynai, L.

G. R. Olbright, N. Peyghambarian, S. W. Koch, L. Bynai, Opt. Lett. 12, 00 (1987).
[CrossRef]

Chavez-Pirson, A.

Y. H. Lee, A. Chavez-Pirson, S. W. Koch, H. M. Gibbs, S. H. Park, J. Morchange, A. Jeffery, N. Peyghambarian, L. Banyai, A. C. Gossard, W. Wiegmann, Phys. Rev. Lett. 47, 2446 (1986).
[CrossRef]

Chilwell, J.

G. I. Stegeman, C. T. Seaton, J. Chilwell, S. D. Smith, Appl. Phys. Lett. 44, 830 (1984).
[CrossRef]

Crosignani, B.

Di Porto, P.

Egan, P.

A. D. Boardman, P. Egan, IEEE J. Quantum Electron. QE-22, 319 (1986).
[CrossRef]

A. D. Boardman, P. Egan, IEEE J. Quantum Electron. QE-21, 1701 (1985).
[CrossRef]

Gibbons, W. M.

D. Sarid, W. M. Gibbons, H. M. Gibbs, M. W. Warren, S. W. Koch, L. Banyai, in Optical Bistability III, H. M. Gibbs, ed. (Springer-Verlag, Berlin, 1985), pp. 91–93.

Gibbs, H. M.

Y. H. Lee, A. Chavez-Pirson, S. W. Koch, H. M. Gibbs, S. H. Park, J. Morchange, A. Jeffery, N. Peyghambarian, L. Banyai, A. C. Gossard, W. Wiegmann, Phys. Rev. Lett. 47, 2446 (1986).
[CrossRef]

D. Sarid, W. M. Gibbons, H. M. Gibbs, M. W. Warren, S. W. Koch, L. Banyai, in Optical Bistability III, H. M. Gibbs, ed. (Springer-Verlag, Berlin, 1985), pp. 91–93.

Gossard, A. C.

Y. H. Lee, A. Chavez-Pirson, S. W. Koch, H. M. Gibbs, S. H. Park, J. Morchange, A. Jeffery, N. Peyghambarian, L. Banyai, A. C. Gossard, W. Wiegmann, Phys. Rev. Lett. 47, 2446 (1986).
[CrossRef]

Jeffery, A.

Y. H. Lee, A. Chavez-Pirson, S. W. Koch, H. M. Gibbs, S. H. Park, J. Morchange, A. Jeffery, N. Peyghambarian, L. Banyai, A. C. Gossard, W. Wiegmann, Phys. Rev. Lett. 47, 2446 (1986).
[CrossRef]

Klingshirn, C.

M. Wegener, C. Klingshirn, S. W. Koch, L. Banyai, Semicond. Sci. Technol. 1, 366 (1986).
[CrossRef]

Koch, S. W.

G. R. Olbright, N. Peyghambarian, S. W. Koch, L. Bynai, Opt. Lett. 12, 00 (1987).
[CrossRef]

L. Banyai, S. W. Koch, Z. Phys. B 63, 283 (1986).
[CrossRef]

M. Wegener, C. Klingshirn, S. W. Koch, L. Banyai, Semicond. Sci. Technol. 1, 366 (1986).
[CrossRef]

Y. H. Lee, A. Chavez-Pirson, S. W. Koch, H. M. Gibbs, S. H. Park, J. Morchange, A. Jeffery, N. Peyghambarian, L. Banyai, A. C. Gossard, W. Wiegmann, Phys. Rev. Lett. 47, 2446 (1986).
[CrossRef]

D. Sarid, W. M. Gibbons, H. M. Gibbs, M. W. Warren, S. W. Koch, L. Banyai, in Optical Bistability III, H. M. Gibbs, ed. (Springer-Verlag, Berlin, 1985), pp. 91–93.

Langbein, U.

Lederer, F.

Lee, Y. H.

Y. H. Lee, A. Chavez-Pirson, S. W. Koch, H. M. Gibbs, S. H. Park, J. Morchange, A. Jeffery, N. Peyghambarian, L. Banyai, A. C. Gossard, W. Wiegmann, Phys. Rev. Lett. 47, 2446 (1986).
[CrossRef]

Moloney, J. V.

G. I. Stegeman, J. Ariyasu, T. P. Shen, J. V. Moloney, Appl. Phys. Lett. 47, 1254 (1985).
[CrossRef]

Morchange, J.

Y. H. Lee, A. Chavez-Pirson, S. W. Koch, H. M. Gibbs, S. H. Park, J. Morchange, A. Jeffery, N. Peyghambarian, L. Banyai, A. C. Gossard, W. Wiegmann, Phys. Rev. Lett. 47, 2446 (1986).
[CrossRef]

Olbright, G. R.

G. R. Olbright, N. Peyghambarian, S. W. Koch, L. Bynai, Opt. Lett. 12, 00 (1987).
[CrossRef]

Papas, C. H.

Park, S. H.

Y. H. Lee, A. Chavez-Pirson, S. W. Koch, H. M. Gibbs, S. H. Park, J. Morchange, A. Jeffery, N. Peyghambarian, L. Banyai, A. C. Gossard, W. Wiegmann, Phys. Rev. Lett. 47, 2446 (1986).
[CrossRef]

Perschel, T.

Peyghambarian, N.

G. R. Olbright, N. Peyghambarian, S. W. Koch, L. Bynai, Opt. Lett. 12, 00 (1987).
[CrossRef]

Y. H. Lee, A. Chavez-Pirson, S. W. Koch, H. M. Gibbs, S. H. Park, J. Morchange, A. Jeffery, N. Peyghambarian, L. Banyai, A. C. Gossard, W. Wiegmann, Phys. Rev. Lett. 47, 2446 (1986).
[CrossRef]

Ponath, H. E.

Sarid, D.

D. Sarid, G. I. Stegeman, J. Appl. Phys. 52, 5439 (1981).
[CrossRef]

D. Sarid, W. M. Gibbons, H. M. Gibbs, M. W. Warren, S. W. Koch, L. Banyai, in Optical Bistability III, H. M. Gibbs, ed. (Springer-Verlag, Berlin, 1985), pp. 91–93.

Seaton, C. T.

G. I. Stegeman, C. T. Seaton, J. Chilwell, S. D. Smith, Appl. Phys. Lett. 44, 830 (1984).
[CrossRef]

Shen, T. P.

G. I. Stegeman, J. Ariyasu, T. P. Shen, J. V. Moloney, Appl. Phys. Lett. 47, 1254 (1985).
[CrossRef]

Smith, S. D.

G. I. Stegeman, C. T. Seaton, J. Chilwell, S. D. Smith, Appl. Phys. Lett. 44, 830 (1984).
[CrossRef]

Stegeman, G. I.

G. I. Stegeman, J. Ariyasu, T. P. Shen, J. V. Moloney, Appl. Phys. Lett. 47, 1254 (1985).
[CrossRef]

G. I. Stegeman, C. T. Seaton, J. Chilwell, S. D. Smith, Appl. Phys. Lett. 44, 830 (1984).
[CrossRef]

D. Sarid, G. I. Stegeman, J. Appl. Phys. 52, 5439 (1981).
[CrossRef]

Warren, M. W.

D. Sarid, W. M. Gibbons, H. M. Gibbs, M. W. Warren, S. W. Koch, L. Banyai, in Optical Bistability III, H. M. Gibbs, ed. (Springer-Verlag, Berlin, 1985), pp. 91–93.

Wegener, M.

M. Wegener, C. Klingshirn, S. W. Koch, L. Banyai, Semicond. Sci. Technol. 1, 366 (1986).
[CrossRef]

Wiegmann, W.

Y. H. Lee, A. Chavez-Pirson, S. W. Koch, H. M. Gibbs, S. H. Park, J. Morchange, A. Jeffery, N. Peyghambarian, L. Banyai, A. C. Gossard, W. Wiegmann, Phys. Rev. Lett. 47, 2446 (1986).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (2)

G. I. Stegeman, C. T. Seaton, J. Chilwell, S. D. Smith, Appl. Phys. Lett. 44, 830 (1984).
[CrossRef]

G. I. Stegeman, J. Ariyasu, T. P. Shen, J. V. Moloney, Appl. Phys. Lett. 47, 1254 (1985).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (2)

A. D. Boardman, P. Egan, IEEE J. Quantum Electron. QE-21, 1701 (1985).
[CrossRef]

A. D. Boardman, P. Egan, IEEE J. Quantum Electron. QE-22, 319 (1986).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

D. Sarid, G. I. Stegeman, J. Appl. Phys. 52, 5439 (1981).
[CrossRef]

Opt. Commun. (1)

U. Langbein, F. Lederer, H. E. Ponath, Opt. Commun. 53, 417 (1985).
[CrossRef]

Opt. Lett. (3)

Phys. Rev. Lett. (1)

Y. H. Lee, A. Chavez-Pirson, S. W. Koch, H. M. Gibbs, S. H. Park, J. Morchange, A. Jeffery, N. Peyghambarian, L. Banyai, A. C. Gossard, W. Wiegmann, Phys. Rev. Lett. 47, 2446 (1986).
[CrossRef]

Semicond. Sci. Technol. (1)

M. Wegener, C. Klingshirn, S. W. Koch, L. Banyai, Semicond. Sci. Technol. 1, 366 (1986).
[CrossRef]

Z. Phys. B (1)

L. Banyai, S. W. Koch, Z. Phys. B 63, 283 (1986).
[CrossRef]

Other (1)

D. Sarid, W. M. Gibbons, H. M. Gibbs, M. W. Warren, S. W. Koch, L. Banyai, in Optical Bistability III, H. M. Gibbs, ed. (Springer-Verlag, Berlin, 1985), pp. 91–93.

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

The change in the real part of the propagation constant, Δβr, with (L = 10 μm) and without (L = 0) carrier diffusion as a function of the power per unit width. Here, n1 = 3.609, n0 = n2 = 3.524, and d = 0.2 μm.

Fig. 2
Fig. 2

The change in the real part of the propagation constant, Δβr, with (L = 10 μm) and without (L = 0) carrier diffusion as a function of the power per unit width. Here, n1 = 3.609, n0 = n2 = 3.524, and d = 0.6 μm.

Fig. 3
Fig. 3

The change in the real part of the propagation constant, Δβr, with (L = 10 μm) and without (L = 0) carrier diffusion as a function of the power per unit width. Here, n1 = 3.609, n0 = n2 = 3.597, and d = 1.0 μm.

Equations (3)

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

2 E ( x ) x 2 = [ n 2 ( x ) β 2 ] k 2 E ( x ) .
α ( ω , N ) = α 0 A ( ω , N ) λ | ϕ ( r = 0 ) | 2 δ Γ ( ω E λ ) ,
2 N ( x ) x 2 = N ( x ) D τ α [ N ( x ) ] I ( x ) D ω ,

Metrics