Abstract

We predict that the third-order parametric mixing of a pump with a pair of orthogonally polarized sidebands in a birefringent single-mode optical fiber may be spatially unstable. The interaction may exhibit both periodic and nonperiodic energy conversion and period doubling. This analysis allows us to propose a new scheme for all-optical switching as well as to predict the most efficient conditions for energy conversion when pump depletion is accounted for.

© 1991 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R. H. Stolen, J. E. Bjorkholm, IEEE J. Quantum Electron. QE-18, 1062 (1982).
    [CrossRef]
  2. R. H. Stolen, M. A. Bosch, C. Lin, Opt. Lett. 6, 213 (1981).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. R. K. Jain, K. Sternesen, Appl. Phys. B 35, 49 (1984).
    [CrossRef]
  4. K. Kitayama, S. Seikai, N. Uchida, Appl. Phys. Lett. 41, 322 (1982); M. Ohashi, K. Kitayama, N. Shibata, S. Seikai, Opt. Lett. 10, 77 (1985); N. Shibata, M. Ohashi, K. Kitayama, S. Seikai, Opt. Lett. 10, 154 (1985).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. S. Wabnitz, Phys. Rev. A 38, 2018 (1988).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. S. Trillo, S. Wabnitz, J. Opt. Soc. Am. B 6, 238 (1989).
    [CrossRef]
  7. Y. Chen, J. Opt. Soc. Am. B 6, 1986 (1989).
    [CrossRef]
  8. C. J. McKinstrie, G. G. Luther, S. M. Batha, J. Opt. Soc. Am. B 7, 340 (1990).
    [CrossRef]
  9. G. Cappellini, S. Trillo, J. Opt. Soc. Am. B 8, 824 (1991).
    [CrossRef]
  10. B. Daino, G. Gregori, S. Wabnitz, J. Appl. Phys. 58, 4512 (1986); B. Daino, G. Gregori, S. Wabnitz, Opt. Lett. 11, 42 (1986); H. G. Winful, Opt. Lett. 11, 33 (1986).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. S. Trillo, S. Wabnitz, G. Assanto, C. T. Seaton, G. I. Stegeman, R. H. Stolen, Appl. Phys. Lett. 49, 1224 (1986).
    [CrossRef]
  12. S. F. Feldman, D. A. Weinberger, H. G. Winful, Opt. Lett. 15, 311 (1990).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. P. F. Byrd, M. D. Friedman, Handbook of Elliptic Integrals for Engineers and Scientists (Springer-Verlag, Berlin, 1971).
  14. I. Bar-Joseph, A. A. Friesem, R. G. Waarts, H. H. Yaffe, Opt. Lett. 11, 534 (1986).
    [CrossRef] [PubMed]

1991 (1)

1990 (2)

1989 (2)

1988 (1)

S. Wabnitz, Phys. Rev. A 38, 2018 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

1986 (3)

B. Daino, G. Gregori, S. Wabnitz, J. Appl. Phys. 58, 4512 (1986); B. Daino, G. Gregori, S. Wabnitz, Opt. Lett. 11, 42 (1986); H. G. Winful, Opt. Lett. 11, 33 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

S. Trillo, S. Wabnitz, G. Assanto, C. T. Seaton, G. I. Stegeman, R. H. Stolen, Appl. Phys. Lett. 49, 1224 (1986).
[CrossRef]

I. Bar-Joseph, A. A. Friesem, R. G. Waarts, H. H. Yaffe, Opt. Lett. 11, 534 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

1984 (1)

R. K. Jain, K. Sternesen, Appl. Phys. B 35, 49 (1984).
[CrossRef]

1982 (2)

K. Kitayama, S. Seikai, N. Uchida, Appl. Phys. Lett. 41, 322 (1982); M. Ohashi, K. Kitayama, N. Shibata, S. Seikai, Opt. Lett. 10, 77 (1985); N. Shibata, M. Ohashi, K. Kitayama, S. Seikai, Opt. Lett. 10, 154 (1985).
[CrossRef] [PubMed]

R. H. Stolen, J. E. Bjorkholm, IEEE J. Quantum Electron. QE-18, 1062 (1982).
[CrossRef]

1981 (1)

Assanto, G.

S. Trillo, S. Wabnitz, G. Assanto, C. T. Seaton, G. I. Stegeman, R. H. Stolen, Appl. Phys. Lett. 49, 1224 (1986).
[CrossRef]

Bar-Joseph, I.

Batha, S. M.

Bjorkholm, J. E.

R. H. Stolen, J. E. Bjorkholm, IEEE J. Quantum Electron. QE-18, 1062 (1982).
[CrossRef]

Bosch, M. A.

Byrd, P. F.

P. F. Byrd, M. D. Friedman, Handbook of Elliptic Integrals for Engineers and Scientists (Springer-Verlag, Berlin, 1971).

Cappellini, G.

Chen, Y.

Daino, B.

B. Daino, G. Gregori, S. Wabnitz, J. Appl. Phys. 58, 4512 (1986); B. Daino, G. Gregori, S. Wabnitz, Opt. Lett. 11, 42 (1986); H. G. Winful, Opt. Lett. 11, 33 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Feldman, S. F.

Friedman, M. D.

P. F. Byrd, M. D. Friedman, Handbook of Elliptic Integrals for Engineers and Scientists (Springer-Verlag, Berlin, 1971).

Friesem, A. A.

Gregori, G.

B. Daino, G. Gregori, S. Wabnitz, J. Appl. Phys. 58, 4512 (1986); B. Daino, G. Gregori, S. Wabnitz, Opt. Lett. 11, 42 (1986); H. G. Winful, Opt. Lett. 11, 33 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Jain, R. K.

R. K. Jain, K. Sternesen, Appl. Phys. B 35, 49 (1984).
[CrossRef]

Kitayama, K.

K. Kitayama, S. Seikai, N. Uchida, Appl. Phys. Lett. 41, 322 (1982); M. Ohashi, K. Kitayama, N. Shibata, S. Seikai, Opt. Lett. 10, 77 (1985); N. Shibata, M. Ohashi, K. Kitayama, S. Seikai, Opt. Lett. 10, 154 (1985).
[CrossRef] [PubMed]

Lin, C.

Luther, G. G.

McKinstrie, C. J.

Seaton, C. T.

S. Trillo, S. Wabnitz, G. Assanto, C. T. Seaton, G. I. Stegeman, R. H. Stolen, Appl. Phys. Lett. 49, 1224 (1986).
[CrossRef]

Seikai, S.

K. Kitayama, S. Seikai, N. Uchida, Appl. Phys. Lett. 41, 322 (1982); M. Ohashi, K. Kitayama, N. Shibata, S. Seikai, Opt. Lett. 10, 77 (1985); N. Shibata, M. Ohashi, K. Kitayama, S. Seikai, Opt. Lett. 10, 154 (1985).
[CrossRef] [PubMed]

Stegeman, G. I.

S. Trillo, S. Wabnitz, G. Assanto, C. T. Seaton, G. I. Stegeman, R. H. Stolen, Appl. Phys. Lett. 49, 1224 (1986).
[CrossRef]

Sternesen, K.

R. K. Jain, K. Sternesen, Appl. Phys. B 35, 49 (1984).
[CrossRef]

Stolen, R. H.

S. Trillo, S. Wabnitz, G. Assanto, C. T. Seaton, G. I. Stegeman, R. H. Stolen, Appl. Phys. Lett. 49, 1224 (1986).
[CrossRef]

R. H. Stolen, J. E. Bjorkholm, IEEE J. Quantum Electron. QE-18, 1062 (1982).
[CrossRef]

R. H. Stolen, M. A. Bosch, C. Lin, Opt. Lett. 6, 213 (1981).
[CrossRef] [PubMed]

Trillo, S.

G. Cappellini, S. Trillo, J. Opt. Soc. Am. B 8, 824 (1991).
[CrossRef]

S. Trillo, S. Wabnitz, J. Opt. Soc. Am. B 6, 238 (1989).
[CrossRef]

S. Trillo, S. Wabnitz, G. Assanto, C. T. Seaton, G. I. Stegeman, R. H. Stolen, Appl. Phys. Lett. 49, 1224 (1986).
[CrossRef]

Uchida, N.

K. Kitayama, S. Seikai, N. Uchida, Appl. Phys. Lett. 41, 322 (1982); M. Ohashi, K. Kitayama, N. Shibata, S. Seikai, Opt. Lett. 10, 77 (1985); N. Shibata, M. Ohashi, K. Kitayama, S. Seikai, Opt. Lett. 10, 154 (1985).
[CrossRef] [PubMed]

Waarts, R. G.

Wabnitz, S.

S. Trillo, S. Wabnitz, J. Opt. Soc. Am. B 6, 238 (1989).
[CrossRef]

S. Wabnitz, Phys. Rev. A 38, 2018 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

S. Trillo, S. Wabnitz, G. Assanto, C. T. Seaton, G. I. Stegeman, R. H. Stolen, Appl. Phys. Lett. 49, 1224 (1986).
[CrossRef]

B. Daino, G. Gregori, S. Wabnitz, J. Appl. Phys. 58, 4512 (1986); B. Daino, G. Gregori, S. Wabnitz, Opt. Lett. 11, 42 (1986); H. G. Winful, Opt. Lett. 11, 33 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Weinberger, D. A.

Winful, H. G.

Yaffe, H. H.

Appl. Phys. B (1)

R. K. Jain, K. Sternesen, Appl. Phys. B 35, 49 (1984).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (2)

K. Kitayama, S. Seikai, N. Uchida, Appl. Phys. Lett. 41, 322 (1982); M. Ohashi, K. Kitayama, N. Shibata, S. Seikai, Opt. Lett. 10, 77 (1985); N. Shibata, M. Ohashi, K. Kitayama, S. Seikai, Opt. Lett. 10, 154 (1985).
[CrossRef] [PubMed]

S. Trillo, S. Wabnitz, G. Assanto, C. T. Seaton, G. I. Stegeman, R. H. Stolen, Appl. Phys. Lett. 49, 1224 (1986).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

R. H. Stolen, J. E. Bjorkholm, IEEE J. Quantum Electron. QE-18, 1062 (1982).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

B. Daino, G. Gregori, S. Wabnitz, J. Appl. Phys. 58, 4512 (1986); B. Daino, G. Gregori, S. Wabnitz, Opt. Lett. 11, 42 (1986); H. G. Winful, Opt. Lett. 11, 33 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

J. Opt. Soc. Am. B (4)

Opt. Lett. (3)

Phys. Rev. A (1)

S. Wabnitz, Phys. Rev. A 38, 2018 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

Other (1)

P. F. Byrd, M. D. Friedman, Handbook of Elliptic Integrals for Engineers and Scientists (Springer-Verlag, Berlin, 1971).

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

Spatial evolution of the normalized pump power for an initially weak modulation with η(z = 0) = η0 = 0.999, ϕ0 = π/2, L = 24π/RP0, and different values of the normalized mismatch κ.

Fig. 2
Fig. 2

Spatial evolution of the pump power for ϕ0 = π, κ = −0.5, L = 2Lc = 24π/RP0, and different initial pump fractions of total power: (a) η0 = 0.995 (dotted curve), η0 = 0.991 (solid curve), η0 = 0.987 (dashed curve).

Fig. 3
Fig. 3

Phase-space portrait corresponding to Fig. 2 (κ = −0.5). The solid curve is the separatrix passing through the saddle point A (ηe = 1 + κ/3 = 5/6, ϕ = 0).

Equations (3)

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

- i d E 0 x d z = R [ E 0 x 2 + 2 3 ( E - Ω y 2 + E + Ω y 2 ) ] E 0 x + 2 R 3 E - Ω y E + Ω y E 0 x * exp ( i Δ k z ) ,
- i d E - Ω y d z = R [ E - Ω y 2 + ( 2 E + Ω y 2 + 2 3 E 0 x 2 ) ] E - Ω y + R 3 E 0 x 2 E + Ω y * exp ( - i Δ k z ) ,
α = a 1 2 - a 2 2 , H = 4 η a 1 a 2 cos ( ϕ ) - ( κ + 5 ) η + 7 2 η 2 ,

Metrics