Abstract

Third-order optical nonlinearities in C60– and C70–toluene solutions were studied by using a time-delayed degenerate four-wave-mixing technique with 30-ps pulses at 0.532 μm in both parallel- and cross-polarization configurations. The concentration dependences of χ1212(3) were measured for C60– and C70–toluene solutions. In order to explain the strange concentration dependence of χ1212(3) in the C70 –toluene solution, the sign of the contribution from the C70 molecules was assumed to be opposite the sign of that from toluene.

© 1992 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. H. W. Kroto, J. R. Heath, S. C. O’Brien, R. F. Curl, R. E. Smalley, Nature (London) 318, 162 (1985).
    [CrossRef]
  2. R. F. Curl, R. E. Smalley, Sci. Am.(October1991), p. 32.
  3. K. Holczer, O. Klein, S.-M. Huang, R. B. Kaner, K.-J. Fu, R. L. Whetten, F. Diederich, Science 252, 1154 (1991).
  4. D. S. Bethune, G. Meijer, W. C. Tang, H. J. Rosen, W. G. Golden, H. Seki, C. A. Brown, M. S. D. Vries, Chem. Phys. Lett. 179, 181 (1991).
    [CrossRef]
  5. J. H. Weaver, J. L. Martins, T. Komeda, Y. Chen, T. R. Ohno, G. H. Kroll, N. Troullier, R. E. Haufler, R. E. Smalley, Phys. Rev. Lett. 66, 1741 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. J. Messier, F. Kajzar, P. Prasad, eds., Organic Molecules for Nonlinear Optics and Photonics, NATO Advanced Study Institutes, Ser. E, Vol. 195 (Kluwer Academic, Dordrecht, Netherlands, 1990).
  7. W. J. Blau, H. J. Byrne, D. J. Cardin, T. J. Dennis, J. P. Hare, H. W. Kroto, R. Taylor, D. R. M. Walton, Phys. Rev. Lett. 67, 1423 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. W. Kraetschmer, L. D. Lamb, K. Fostiropoulos, D. R. Huffman, Nature (London) 347, 354 (1991).
    [CrossRef]
  9. Y. R. Shen, The Principle of Nonlinear Optics (Wiley, New York, 1984), Chap. 14, p. 242.

1991 (6)

R. F. Curl, R. E. Smalley, Sci. Am.(October1991), p. 32.

K. Holczer, O. Klein, S.-M. Huang, R. B. Kaner, K.-J. Fu, R. L. Whetten, F. Diederich, Science 252, 1154 (1991).

D. S. Bethune, G. Meijer, W. C. Tang, H. J. Rosen, W. G. Golden, H. Seki, C. A. Brown, M. S. D. Vries, Chem. Phys. Lett. 179, 181 (1991).
[CrossRef]

J. H. Weaver, J. L. Martins, T. Komeda, Y. Chen, T. R. Ohno, G. H. Kroll, N. Troullier, R. E. Haufler, R. E. Smalley, Phys. Rev. Lett. 66, 1741 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

W. J. Blau, H. J. Byrne, D. J. Cardin, T. J. Dennis, J. P. Hare, H. W. Kroto, R. Taylor, D. R. M. Walton, Phys. Rev. Lett. 67, 1423 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

W. Kraetschmer, L. D. Lamb, K. Fostiropoulos, D. R. Huffman, Nature (London) 347, 354 (1991).
[CrossRef]

1985 (1)

H. W. Kroto, J. R. Heath, S. C. O’Brien, R. F. Curl, R. E. Smalley, Nature (London) 318, 162 (1985).
[CrossRef]

Bethune, D. S.

D. S. Bethune, G. Meijer, W. C. Tang, H. J. Rosen, W. G. Golden, H. Seki, C. A. Brown, M. S. D. Vries, Chem. Phys. Lett. 179, 181 (1991).
[CrossRef]

Blau, W. J.

W. J. Blau, H. J. Byrne, D. J. Cardin, T. J. Dennis, J. P. Hare, H. W. Kroto, R. Taylor, D. R. M. Walton, Phys. Rev. Lett. 67, 1423 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Brown, C. A.

D. S. Bethune, G. Meijer, W. C. Tang, H. J. Rosen, W. G. Golden, H. Seki, C. A. Brown, M. S. D. Vries, Chem. Phys. Lett. 179, 181 (1991).
[CrossRef]

Byrne, H. J.

W. J. Blau, H. J. Byrne, D. J. Cardin, T. J. Dennis, J. P. Hare, H. W. Kroto, R. Taylor, D. R. M. Walton, Phys. Rev. Lett. 67, 1423 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Cardin, D. J.

W. J. Blau, H. J. Byrne, D. J. Cardin, T. J. Dennis, J. P. Hare, H. W. Kroto, R. Taylor, D. R. M. Walton, Phys. Rev. Lett. 67, 1423 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Chen, Y.

J. H. Weaver, J. L. Martins, T. Komeda, Y. Chen, T. R. Ohno, G. H. Kroll, N. Troullier, R. E. Haufler, R. E. Smalley, Phys. Rev. Lett. 66, 1741 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Curl, R. F.

R. F. Curl, R. E. Smalley, Sci. Am.(October1991), p. 32.

H. W. Kroto, J. R. Heath, S. C. O’Brien, R. F. Curl, R. E. Smalley, Nature (London) 318, 162 (1985).
[CrossRef]

Dennis, T. J.

W. J. Blau, H. J. Byrne, D. J. Cardin, T. J. Dennis, J. P. Hare, H. W. Kroto, R. Taylor, D. R. M. Walton, Phys. Rev. Lett. 67, 1423 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Diederich, F.

K. Holczer, O. Klein, S.-M. Huang, R. B. Kaner, K.-J. Fu, R. L. Whetten, F. Diederich, Science 252, 1154 (1991).

Fostiropoulos, K.

W. Kraetschmer, L. D. Lamb, K. Fostiropoulos, D. R. Huffman, Nature (London) 347, 354 (1991).
[CrossRef]

Fu, K.-J.

K. Holczer, O. Klein, S.-M. Huang, R. B. Kaner, K.-J. Fu, R. L. Whetten, F. Diederich, Science 252, 1154 (1991).

Golden, W. G.

D. S. Bethune, G. Meijer, W. C. Tang, H. J. Rosen, W. G. Golden, H. Seki, C. A. Brown, M. S. D. Vries, Chem. Phys. Lett. 179, 181 (1991).
[CrossRef]

Hare, J. P.

W. J. Blau, H. J. Byrne, D. J. Cardin, T. J. Dennis, J. P. Hare, H. W. Kroto, R. Taylor, D. R. M. Walton, Phys. Rev. Lett. 67, 1423 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Haufler, R. E.

J. H. Weaver, J. L. Martins, T. Komeda, Y. Chen, T. R. Ohno, G. H. Kroll, N. Troullier, R. E. Haufler, R. E. Smalley, Phys. Rev. Lett. 66, 1741 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Heath, J. R.

H. W. Kroto, J. R. Heath, S. C. O’Brien, R. F. Curl, R. E. Smalley, Nature (London) 318, 162 (1985).
[CrossRef]

Holczer, K.

K. Holczer, O. Klein, S.-M. Huang, R. B. Kaner, K.-J. Fu, R. L. Whetten, F. Diederich, Science 252, 1154 (1991).

Huang, S.-M.

K. Holczer, O. Klein, S.-M. Huang, R. B. Kaner, K.-J. Fu, R. L. Whetten, F. Diederich, Science 252, 1154 (1991).

Huffman, D. R.

W. Kraetschmer, L. D. Lamb, K. Fostiropoulos, D. R. Huffman, Nature (London) 347, 354 (1991).
[CrossRef]

Kaner, R. B.

K. Holczer, O. Klein, S.-M. Huang, R. B. Kaner, K.-J. Fu, R. L. Whetten, F. Diederich, Science 252, 1154 (1991).

Klein, O.

K. Holczer, O. Klein, S.-M. Huang, R. B. Kaner, K.-J. Fu, R. L. Whetten, F. Diederich, Science 252, 1154 (1991).

Komeda, T.

J. H. Weaver, J. L. Martins, T. Komeda, Y. Chen, T. R. Ohno, G. H. Kroll, N. Troullier, R. E. Haufler, R. E. Smalley, Phys. Rev. Lett. 66, 1741 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Kraetschmer, W.

W. Kraetschmer, L. D. Lamb, K. Fostiropoulos, D. R. Huffman, Nature (London) 347, 354 (1991).
[CrossRef]

Kroll, G. H.

J. H. Weaver, J. L. Martins, T. Komeda, Y. Chen, T. R. Ohno, G. H. Kroll, N. Troullier, R. E. Haufler, R. E. Smalley, Phys. Rev. Lett. 66, 1741 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Kroto, H. W.

W. J. Blau, H. J. Byrne, D. J. Cardin, T. J. Dennis, J. P. Hare, H. W. Kroto, R. Taylor, D. R. M. Walton, Phys. Rev. Lett. 67, 1423 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

H. W. Kroto, J. R. Heath, S. C. O’Brien, R. F. Curl, R. E. Smalley, Nature (London) 318, 162 (1985).
[CrossRef]

Lamb, L. D.

W. Kraetschmer, L. D. Lamb, K. Fostiropoulos, D. R. Huffman, Nature (London) 347, 354 (1991).
[CrossRef]

Martins, J. L.

J. H. Weaver, J. L. Martins, T. Komeda, Y. Chen, T. R. Ohno, G. H. Kroll, N. Troullier, R. E. Haufler, R. E. Smalley, Phys. Rev. Lett. 66, 1741 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Meijer, G.

D. S. Bethune, G. Meijer, W. C. Tang, H. J. Rosen, W. G. Golden, H. Seki, C. A. Brown, M. S. D. Vries, Chem. Phys. Lett. 179, 181 (1991).
[CrossRef]

O’Brien, S. C.

H. W. Kroto, J. R. Heath, S. C. O’Brien, R. F. Curl, R. E. Smalley, Nature (London) 318, 162 (1985).
[CrossRef]

Ohno, T. R.

J. H. Weaver, J. L. Martins, T. Komeda, Y. Chen, T. R. Ohno, G. H. Kroll, N. Troullier, R. E. Haufler, R. E. Smalley, Phys. Rev. Lett. 66, 1741 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Rosen, H. J.

D. S. Bethune, G. Meijer, W. C. Tang, H. J. Rosen, W. G. Golden, H. Seki, C. A. Brown, M. S. D. Vries, Chem. Phys. Lett. 179, 181 (1991).
[CrossRef]

Seki, H.

D. S. Bethune, G. Meijer, W. C. Tang, H. J. Rosen, W. G. Golden, H. Seki, C. A. Brown, M. S. D. Vries, Chem. Phys. Lett. 179, 181 (1991).
[CrossRef]

Shen, Y. R.

Y. R. Shen, The Principle of Nonlinear Optics (Wiley, New York, 1984), Chap. 14, p. 242.

Smalley, R. E.

J. H. Weaver, J. L. Martins, T. Komeda, Y. Chen, T. R. Ohno, G. H. Kroll, N. Troullier, R. E. Haufler, R. E. Smalley, Phys. Rev. Lett. 66, 1741 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

R. F. Curl, R. E. Smalley, Sci. Am.(October1991), p. 32.

H. W. Kroto, J. R. Heath, S. C. O’Brien, R. F. Curl, R. E. Smalley, Nature (London) 318, 162 (1985).
[CrossRef]

Tang, W. C.

D. S. Bethune, G. Meijer, W. C. Tang, H. J. Rosen, W. G. Golden, H. Seki, C. A. Brown, M. S. D. Vries, Chem. Phys. Lett. 179, 181 (1991).
[CrossRef]

Taylor, R.

W. J. Blau, H. J. Byrne, D. J. Cardin, T. J. Dennis, J. P. Hare, H. W. Kroto, R. Taylor, D. R. M. Walton, Phys. Rev. Lett. 67, 1423 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Troullier, N.

J. H. Weaver, J. L. Martins, T. Komeda, Y. Chen, T. R. Ohno, G. H. Kroll, N. Troullier, R. E. Haufler, R. E. Smalley, Phys. Rev. Lett. 66, 1741 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Vries, M. S. D.

D. S. Bethune, G. Meijer, W. C. Tang, H. J. Rosen, W. G. Golden, H. Seki, C. A. Brown, M. S. D. Vries, Chem. Phys. Lett. 179, 181 (1991).
[CrossRef]

Walton, D. R. M.

W. J. Blau, H. J. Byrne, D. J. Cardin, T. J. Dennis, J. P. Hare, H. W. Kroto, R. Taylor, D. R. M. Walton, Phys. Rev. Lett. 67, 1423 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Weaver, J. H.

J. H. Weaver, J. L. Martins, T. Komeda, Y. Chen, T. R. Ohno, G. H. Kroll, N. Troullier, R. E. Haufler, R. E. Smalley, Phys. Rev. Lett. 66, 1741 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Whetten, R. L.

K. Holczer, O. Klein, S.-M. Huang, R. B. Kaner, K.-J. Fu, R. L. Whetten, F. Diederich, Science 252, 1154 (1991).

Chem. Phys. Lett. (1)

D. S. Bethune, G. Meijer, W. C. Tang, H. J. Rosen, W. G. Golden, H. Seki, C. A. Brown, M. S. D. Vries, Chem. Phys. Lett. 179, 181 (1991).
[CrossRef]

Nature (London) (2)

H. W. Kroto, J. R. Heath, S. C. O’Brien, R. F. Curl, R. E. Smalley, Nature (London) 318, 162 (1985).
[CrossRef]

W. Kraetschmer, L. D. Lamb, K. Fostiropoulos, D. R. Huffman, Nature (London) 347, 354 (1991).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (2)

W. J. Blau, H. J. Byrne, D. J. Cardin, T. J. Dennis, J. P. Hare, H. W. Kroto, R. Taylor, D. R. M. Walton, Phys. Rev. Lett. 67, 1423 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

J. H. Weaver, J. L. Martins, T. Komeda, Y. Chen, T. R. Ohno, G. H. Kroll, N. Troullier, R. E. Haufler, R. E. Smalley, Phys. Rev. Lett. 66, 1741 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Sci. Am. (1)

R. F. Curl, R. E. Smalley, Sci. Am.(October1991), p. 32.

Science (1)

K. Holczer, O. Klein, S.-M. Huang, R. B. Kaner, K.-J. Fu, R. L. Whetten, F. Diederich, Science 252, 1154 (1991).

Other (2)

J. Messier, F. Kajzar, P. Prasad, eds., Organic Molecules for Nonlinear Optics and Photonics, NATO Advanced Study Institutes, Ser. E, Vol. 195 (Kluwer Academic, Dordrecht, Netherlands, 1990).

Y. R. Shen, The Principle of Nonlinear Optics (Wiley, New York, 1984), Chap. 14, p. 242.

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 (6)

Fig. 1
Fig. 1

Experimental setup. PD1, PD2, PD3, photodiodes; PC, polarization compensator; P, polarizer; sig., signal; moni., reference intensity monitor; trig., trigger.

Fig. 2
Fig. 2

Dependence of the measured signal intensity on the reference intensity in a 7 × 10−5 M C60 –toluene solution. The solid line is a fit with a slope of 2.75.

Fig. 3
Fig. 3

Concentration dependence of χ 1212 ( 3 ) in a C60–toluene solution.

Fig. 4
Fig. 4

Dependence of the measured signal intensity on the reference intensity in a 1 × 10−5 M C70–toluene solution. The solid line is a fit with a slope of 3.06.

Fig. 5
Fig. 5

Concentration dependence of χ 1212 ( 3 ) 2 in a C70–toluene solution.

Fig. 6
Fig. 6

Concentration dependence of χ 1212 ( 3 ) ( C ) 2 .

Equations (3)

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

I si χ i j k l ( 3 ) 2 I 1 j I 2 k I 3 l [ 1 - exp ( - α l ) ] 2 exp ( - α l ) / n 4 α 2 ,
χ 1212 ( 3 ) 2 = | | χ 1212 ( 3 ) ( T ) - χ 1212 ( 3 ) ( C ) | | 2 ,
χ 1212 ( 3 ) 2 = | | χ 1212 ( 3 ) ( T ) - χ 1212 ( 3 ) ( C ) | | 2 + χ 1212 ( 3 ) ( C ) 2

Metrics