Abstract

We describe a novel pump–probe technique in which pump and probe pulses are collinear and have parallel polarizations but are still distinguishable. This new technique is especially useful for femtosecond time-domain studies of waveguides. We present experimental results for bulk (V-groove) semiconductor optical amplifiers at 1.5 μm and compare them with results for orthogonally polarized pump–probe measurements. The comparison demonstrates differences that are due to anisotropy of the group velocity as well as of the waveguide nonlinearity.

© 1992 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. M. P. Kesler, E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 51, 1765 (1987).
    [CrossRef]
  2. K. L. Hall, J. Mark, E. P. Ippen, G. Eisenstein, Appl. Phys. Lett. 56, 1740 (1990).
    [CrossRef]
  3. G. Eisenstein, J. M. Wiesenfeld, M. Wegener, G. Sucha, D. S. Chemla, S. Weiss, G. Raybon, U. Koren, Appl. Phys. Lett. 58, 158 (1990).
    [CrossRef]
  4. P. J. Delfyett, Y. Silberberg, G. A. Alphonse, Appl. Phys. Lett. 59, 10 (1991).
    [CrossRef]
  5. R. Jin, C. L. Chuang, H. M. Gibbs, S. W. Koch, J. N. Polky, G. A. Pubanz, Appl. Phys. Lett. 53, 1791 (1988).
    [CrossRef]
  6. M. J. LaGasse, K. K. Anderson, H. A. Haus, J. G. Fujimoto, Appl. Phys. Lett. 54, 2068 (1989).
    [CrossRef]
  7. C. T. Hultgren, E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 59, 635 (1991).
    [CrossRef]
  8. C. C. Chamon, C. K. Sun, H. A. Haus, J. G. Fujimoto, Appl. Phys. Lett. 60, 533 (1992).
    [CrossRef]
  9. J. Mark, L. Y. Liu, K. L. Hall, H. A. Haus, E. P. Ippen, Opt. Lett. 14, 48 (1989).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. D. Wilt, R. Karlicek, K. Strege, W. Dautremont-Smith, N. Dutta, E. Flynn, W. Johnson, R. Nelson, J. Appl. Phys. 56, 710 (1984).
    [CrossRef]
  11. K. L. Hall, G. Lenz, E. P. Ippen, IEEE J. Lightwave Technol. 10, 616 (1992).
    [CrossRef]
  12. Y. R. Shen, The Principles of Nonlinear Optics (Wiley, New York, 1984).
  13. A. L. Smirl, T. F. Boggess, B. S. Wherrett, G. P. Perryman, A. Miller, IEEE J. Quantum Electron. QE-19, 690 (1983).
    [CrossRef]

1992 (2)

C. C. Chamon, C. K. Sun, H. A. Haus, J. G. Fujimoto, Appl. Phys. Lett. 60, 533 (1992).
[CrossRef]

K. L. Hall, G. Lenz, E. P. Ippen, IEEE J. Lightwave Technol. 10, 616 (1992).
[CrossRef]

1991 (2)

C. T. Hultgren, E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 59, 635 (1991).
[CrossRef]

P. J. Delfyett, Y. Silberberg, G. A. Alphonse, Appl. Phys. Lett. 59, 10 (1991).
[CrossRef]

1990 (2)

K. L. Hall, J. Mark, E. P. Ippen, G. Eisenstein, Appl. Phys. Lett. 56, 1740 (1990).
[CrossRef]

G. Eisenstein, J. M. Wiesenfeld, M. Wegener, G. Sucha, D. S. Chemla, S. Weiss, G. Raybon, U. Koren, Appl. Phys. Lett. 58, 158 (1990).
[CrossRef]

1989 (2)

M. J. LaGasse, K. K. Anderson, H. A. Haus, J. G. Fujimoto, Appl. Phys. Lett. 54, 2068 (1989).
[CrossRef]

J. Mark, L. Y. Liu, K. L. Hall, H. A. Haus, E. P. Ippen, Opt. Lett. 14, 48 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

1988 (1)

R. Jin, C. L. Chuang, H. M. Gibbs, S. W. Koch, J. N. Polky, G. A. Pubanz, Appl. Phys. Lett. 53, 1791 (1988).
[CrossRef]

1987 (1)

M. P. Kesler, E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 51, 1765 (1987).
[CrossRef]

1984 (1)

D. Wilt, R. Karlicek, K. Strege, W. Dautremont-Smith, N. Dutta, E. Flynn, W. Johnson, R. Nelson, J. Appl. Phys. 56, 710 (1984).
[CrossRef]

1983 (1)

A. L. Smirl, T. F. Boggess, B. S. Wherrett, G. P. Perryman, A. Miller, IEEE J. Quantum Electron. QE-19, 690 (1983).
[CrossRef]

Alphonse, G. A.

P. J. Delfyett, Y. Silberberg, G. A. Alphonse, Appl. Phys. Lett. 59, 10 (1991).
[CrossRef]

Anderson, K. K.

M. J. LaGasse, K. K. Anderson, H. A. Haus, J. G. Fujimoto, Appl. Phys. Lett. 54, 2068 (1989).
[CrossRef]

Boggess, T. F.

A. L. Smirl, T. F. Boggess, B. S. Wherrett, G. P. Perryman, A. Miller, IEEE J. Quantum Electron. QE-19, 690 (1983).
[CrossRef]

Chamon, C. C.

C. C. Chamon, C. K. Sun, H. A. Haus, J. G. Fujimoto, Appl. Phys. Lett. 60, 533 (1992).
[CrossRef]

Chemla, D. S.

G. Eisenstein, J. M. Wiesenfeld, M. Wegener, G. Sucha, D. S. Chemla, S. Weiss, G. Raybon, U. Koren, Appl. Phys. Lett. 58, 158 (1990).
[CrossRef]

Chuang, C. L.

R. Jin, C. L. Chuang, H. M. Gibbs, S. W. Koch, J. N. Polky, G. A. Pubanz, Appl. Phys. Lett. 53, 1791 (1988).
[CrossRef]

Dautremont-Smith, W.

D. Wilt, R. Karlicek, K. Strege, W. Dautremont-Smith, N. Dutta, E. Flynn, W. Johnson, R. Nelson, J. Appl. Phys. 56, 710 (1984).
[CrossRef]

Delfyett, P. J.

P. J. Delfyett, Y. Silberberg, G. A. Alphonse, Appl. Phys. Lett. 59, 10 (1991).
[CrossRef]

Dutta, N.

D. Wilt, R. Karlicek, K. Strege, W. Dautremont-Smith, N. Dutta, E. Flynn, W. Johnson, R. Nelson, J. Appl. Phys. 56, 710 (1984).
[CrossRef]

Eisenstein, G.

K. L. Hall, J. Mark, E. P. Ippen, G. Eisenstein, Appl. Phys. Lett. 56, 1740 (1990).
[CrossRef]

G. Eisenstein, J. M. Wiesenfeld, M. Wegener, G. Sucha, D. S. Chemla, S. Weiss, G. Raybon, U. Koren, Appl. Phys. Lett. 58, 158 (1990).
[CrossRef]

Flynn, E.

D. Wilt, R. Karlicek, K. Strege, W. Dautremont-Smith, N. Dutta, E. Flynn, W. Johnson, R. Nelson, J. Appl. Phys. 56, 710 (1984).
[CrossRef]

Fujimoto, J. G.

C. C. Chamon, C. K. Sun, H. A. Haus, J. G. Fujimoto, Appl. Phys. Lett. 60, 533 (1992).
[CrossRef]

M. J. LaGasse, K. K. Anderson, H. A. Haus, J. G. Fujimoto, Appl. Phys. Lett. 54, 2068 (1989).
[CrossRef]

Gibbs, H. M.

R. Jin, C. L. Chuang, H. M. Gibbs, S. W. Koch, J. N. Polky, G. A. Pubanz, Appl. Phys. Lett. 53, 1791 (1988).
[CrossRef]

Hall, K. L.

K. L. Hall, G. Lenz, E. P. Ippen, IEEE J. Lightwave Technol. 10, 616 (1992).
[CrossRef]

K. L. Hall, J. Mark, E. P. Ippen, G. Eisenstein, Appl. Phys. Lett. 56, 1740 (1990).
[CrossRef]

J. Mark, L. Y. Liu, K. L. Hall, H. A. Haus, E. P. Ippen, Opt. Lett. 14, 48 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

Haus, H. A.

C. C. Chamon, C. K. Sun, H. A. Haus, J. G. Fujimoto, Appl. Phys. Lett. 60, 533 (1992).
[CrossRef]

J. Mark, L. Y. Liu, K. L. Hall, H. A. Haus, E. P. Ippen, Opt. Lett. 14, 48 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

M. J. LaGasse, K. K. Anderson, H. A. Haus, J. G. Fujimoto, Appl. Phys. Lett. 54, 2068 (1989).
[CrossRef]

Hultgren, C. T.

C. T. Hultgren, E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 59, 635 (1991).
[CrossRef]

Ippen, E. P.

K. L. Hall, G. Lenz, E. P. Ippen, IEEE J. Lightwave Technol. 10, 616 (1992).
[CrossRef]

C. T. Hultgren, E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 59, 635 (1991).
[CrossRef]

K. L. Hall, J. Mark, E. P. Ippen, G. Eisenstein, Appl. Phys. Lett. 56, 1740 (1990).
[CrossRef]

J. Mark, L. Y. Liu, K. L. Hall, H. A. Haus, E. P. Ippen, Opt. Lett. 14, 48 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

M. P. Kesler, E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 51, 1765 (1987).
[CrossRef]

Jin, R.

R. Jin, C. L. Chuang, H. M. Gibbs, S. W. Koch, J. N. Polky, G. A. Pubanz, Appl. Phys. Lett. 53, 1791 (1988).
[CrossRef]

Johnson, W.

D. Wilt, R. Karlicek, K. Strege, W. Dautremont-Smith, N. Dutta, E. Flynn, W. Johnson, R. Nelson, J. Appl. Phys. 56, 710 (1984).
[CrossRef]

Karlicek, R.

D. Wilt, R. Karlicek, K. Strege, W. Dautremont-Smith, N. Dutta, E. Flynn, W. Johnson, R. Nelson, J. Appl. Phys. 56, 710 (1984).
[CrossRef]

Kesler, M. P.

M. P. Kesler, E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 51, 1765 (1987).
[CrossRef]

Koch, S. W.

R. Jin, C. L. Chuang, H. M. Gibbs, S. W. Koch, J. N. Polky, G. A. Pubanz, Appl. Phys. Lett. 53, 1791 (1988).
[CrossRef]

Koren, U.

G. Eisenstein, J. M. Wiesenfeld, M. Wegener, G. Sucha, D. S. Chemla, S. Weiss, G. Raybon, U. Koren, Appl. Phys. Lett. 58, 158 (1990).
[CrossRef]

LaGasse, M. J.

M. J. LaGasse, K. K. Anderson, H. A. Haus, J. G. Fujimoto, Appl. Phys. Lett. 54, 2068 (1989).
[CrossRef]

Lenz, G.

K. L. Hall, G. Lenz, E. P. Ippen, IEEE J. Lightwave Technol. 10, 616 (1992).
[CrossRef]

Liu, L. Y.

Mark, J.

K. L. Hall, J. Mark, E. P. Ippen, G. Eisenstein, Appl. Phys. Lett. 56, 1740 (1990).
[CrossRef]

J. Mark, L. Y. Liu, K. L. Hall, H. A. Haus, E. P. Ippen, Opt. Lett. 14, 48 (1989).
[CrossRef] [PubMed]

Miller, A.

A. L. Smirl, T. F. Boggess, B. S. Wherrett, G. P. Perryman, A. Miller, IEEE J. Quantum Electron. QE-19, 690 (1983).
[CrossRef]

Nelson, R.

D. Wilt, R. Karlicek, K. Strege, W. Dautremont-Smith, N. Dutta, E. Flynn, W. Johnson, R. Nelson, J. Appl. Phys. 56, 710 (1984).
[CrossRef]

Perryman, G. P.

A. L. Smirl, T. F. Boggess, B. S. Wherrett, G. P. Perryman, A. Miller, IEEE J. Quantum Electron. QE-19, 690 (1983).
[CrossRef]

Polky, J. N.

R. Jin, C. L. Chuang, H. M. Gibbs, S. W. Koch, J. N. Polky, G. A. Pubanz, Appl. Phys. Lett. 53, 1791 (1988).
[CrossRef]

Pubanz, G. A.

R. Jin, C. L. Chuang, H. M. Gibbs, S. W. Koch, J. N. Polky, G. A. Pubanz, Appl. Phys. Lett. 53, 1791 (1988).
[CrossRef]

Raybon, G.

G. Eisenstein, J. M. Wiesenfeld, M. Wegener, G. Sucha, D. S. Chemla, S. Weiss, G. Raybon, U. Koren, Appl. Phys. Lett. 58, 158 (1990).
[CrossRef]

Shen, Y. R.

Y. R. Shen, The Principles of Nonlinear Optics (Wiley, New York, 1984).

Silberberg, Y.

P. J. Delfyett, Y. Silberberg, G. A. Alphonse, Appl. Phys. Lett. 59, 10 (1991).
[CrossRef]

Smirl, A. L.

A. L. Smirl, T. F. Boggess, B. S. Wherrett, G. P. Perryman, A. Miller, IEEE J. Quantum Electron. QE-19, 690 (1983).
[CrossRef]

Strege, K.

D. Wilt, R. Karlicek, K. Strege, W. Dautremont-Smith, N. Dutta, E. Flynn, W. Johnson, R. Nelson, J. Appl. Phys. 56, 710 (1984).
[CrossRef]

Sucha, G.

G. Eisenstein, J. M. Wiesenfeld, M. Wegener, G. Sucha, D. S. Chemla, S. Weiss, G. Raybon, U. Koren, Appl. Phys. Lett. 58, 158 (1990).
[CrossRef]

Sun, C. K.

C. C. Chamon, C. K. Sun, H. A. Haus, J. G. Fujimoto, Appl. Phys. Lett. 60, 533 (1992).
[CrossRef]

Wegener, M.

G. Eisenstein, J. M. Wiesenfeld, M. Wegener, G. Sucha, D. S. Chemla, S. Weiss, G. Raybon, U. Koren, Appl. Phys. Lett. 58, 158 (1990).
[CrossRef]

Weiss, S.

G. Eisenstein, J. M. Wiesenfeld, M. Wegener, G. Sucha, D. S. Chemla, S. Weiss, G. Raybon, U. Koren, Appl. Phys. Lett. 58, 158 (1990).
[CrossRef]

Wherrett, B. S.

A. L. Smirl, T. F. Boggess, B. S. Wherrett, G. P. Perryman, A. Miller, IEEE J. Quantum Electron. QE-19, 690 (1983).
[CrossRef]

Wiesenfeld, J. M.

G. Eisenstein, J. M. Wiesenfeld, M. Wegener, G. Sucha, D. S. Chemla, S. Weiss, G. Raybon, U. Koren, Appl. Phys. Lett. 58, 158 (1990).
[CrossRef]

Wilt, D.

D. Wilt, R. Karlicek, K. Strege, W. Dautremont-Smith, N. Dutta, E. Flynn, W. Johnson, R. Nelson, J. Appl. Phys. 56, 710 (1984).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (8)

M. P. Kesler, E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 51, 1765 (1987).
[CrossRef]

K. L. Hall, J. Mark, E. P. Ippen, G. Eisenstein, Appl. Phys. Lett. 56, 1740 (1990).
[CrossRef]

G. Eisenstein, J. M. Wiesenfeld, M. Wegener, G. Sucha, D. S. Chemla, S. Weiss, G. Raybon, U. Koren, Appl. Phys. Lett. 58, 158 (1990).
[CrossRef]

P. J. Delfyett, Y. Silberberg, G. A. Alphonse, Appl. Phys. Lett. 59, 10 (1991).
[CrossRef]

R. Jin, C. L. Chuang, H. M. Gibbs, S. W. Koch, J. N. Polky, G. A. Pubanz, Appl. Phys. Lett. 53, 1791 (1988).
[CrossRef]

M. J. LaGasse, K. K. Anderson, H. A. Haus, J. G. Fujimoto, Appl. Phys. Lett. 54, 2068 (1989).
[CrossRef]

C. T. Hultgren, E. P. Ippen, Appl. Phys. Lett. 59, 635 (1991).
[CrossRef]

C. C. Chamon, C. K. Sun, H. A. Haus, J. G. Fujimoto, Appl. Phys. Lett. 60, 533 (1992).
[CrossRef]

IEEE J. Lightwave Technol. (1)

K. L. Hall, G. Lenz, E. P. Ippen, IEEE J. Lightwave Technol. 10, 616 (1992).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

A. L. Smirl, T. F. Boggess, B. S. Wherrett, G. P. Perryman, A. Miller, IEEE J. Quantum Electron. QE-19, 690 (1983).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

D. Wilt, R. Karlicek, K. Strege, W. Dautremont-Smith, N. Dutta, E. Flynn, W. Johnson, R. Nelson, J. Appl. Phys. 56, 710 (1984).
[CrossRef]

Opt. Lett. (1)

Other (1)

Y. R. Shen, The Principles of Nonlinear Optics (Wiley, New York, 1984).

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

Pump–probe setup for parallel-polarized beams. BS’s, beam splitters; AOM, acousto-optic modulator.

Fig. 2
Fig. 2

Measured change (solid curve) in probe transmission as a function of the pump–probe delay when the diode is biased in the gain regime (I = 18 mA). The pump and probe are parallel polarized, and their center wavelength is 1.51 μm. The dashed curve is the fit obtained by convolving the experimental autocorrelation function with the system function, h(t) = 17 exp(−t/τ1) − 12 exp(−t/τ2) − δ(t).

Fig. 3
Fig. 3

Measured change (solid curve) in probe transmission as a function of the pump–probe delay for the diode biased in the gain (I = 18 mA) regime when the pump and probe are orthogonally polarized. The dashed curve is the fit obtained by convolving the broadened autocorrelation function with the same system function used in Fig. 2.

Equations (2)

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

S ( t ) = - S ( t + τ ) W ( τ ) d τ = 0 Δ t S ( t + τ ) d τ ,
W ( τ ) = { 1 0 < τ < Δ t 0 otherwise

Metrics