Abstract

We report the theoretical and experimental investigation of switching in a nonlinear twin-core erbium-doped fiber coupler. It is shown that switching action takes place at a power of a fraction of 1 mW. Thus it provides a practical means of fabricating an all-optical fiber switch.

© 1992 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. P. Li, Kam Wa, J. E. Sitch, N. J. Mason, J. S. Roberts, P. N. Robson, Electron. Lett. 21, 26 (1985).
    [CrossRef]
  2. U. Das, Y. Chen, P. Bhattacharya, Appl. Phys. Lett. 51, 1679 (1987).
    [CrossRef]
  3. D. D. Gusovskii, E. M. Dianov, A. A. Maiser, V. B. Neustruev, E. I. Shklovskii, I. A. Shcherbakov, Sov. J. Quantum Electron. 15, 1523 (1985).
    [CrossRef]
  4. D. D. Gusovskii, E. M. Dianov, A. A. Maier, V. B. Neustruev, V. V. Osiko, A. M. Prokhorov, K. Yu. Sitarskii, I. A. Shcherbakov, Sov. J. Quantum Electron. 17, 724 (1987).
    [CrossRef]
  5. S. R. Friberg, Y. Silberberg, M. K. Oliver, M. J. Andrejco, M. A. Saifi, P. W. Smith, Appl. Phys. Lett. 51, 1135 (1987).
    [CrossRef]
  6. S. R. Friberg, A. M. Weiner, Y. Silberberg, B. G. Sfez, P. W. Smith, Opt. Lett. 13, 904 (1988).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. A. M. Weiner, Y. Silberberg, H. Fouckhardt, D. E. Leaird, M. A. Saifi, M. J. Andrejco, P. W. Smith, IEEE J. Quantum Electron. 25, 2648 (1989).
    [CrossRef]
  8. B. K. Nayar, N. Finlayson, N. J. Doran, S. T. Davey, D. L. Williams, J. W. Arkwright, Opt. Lett. 16, 408 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. N. Finlayson, B. K. Nayar, N. J. Doran, Electron. Lett. 27, 1209 (1991).
    [CrossRef]
  10. Y. L. Xue, R. A. Betts, P. L. Chu, T. Tjugiarto, in Proceedings of the 15th Australian Conference on Optical Fibre Technology (The Institution of Radio and Electronics Engineers of Australia, Edgecliff, New South Wales, Australia, 1990), p. 299.
  11. R. A. Betts, T. Tjugiarto, Y. L. Xue, P. L. Chu, IEEE J. Quantum Electron. 27, 908 (1991).
    [CrossRef]
  12. S. Trillo, S. Wabnitz, Appl. Phys. Lett. 49, 752 (1986).
    [CrossRef]
  13. E. Caglioti, S. Trillo, S. Wabnitz, G. I. Stegeman, J. Opt. Soc. Am. B 5, 472 (1988).
    [CrossRef]

1991 (3)

B. K. Nayar, N. Finlayson, N. J. Doran, S. T. Davey, D. L. Williams, J. W. Arkwright, Opt. Lett. 16, 408 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

N. Finlayson, B. K. Nayar, N. J. Doran, Electron. Lett. 27, 1209 (1991).
[CrossRef]

R. A. Betts, T. Tjugiarto, Y. L. Xue, P. L. Chu, IEEE J. Quantum Electron. 27, 908 (1991).
[CrossRef]

1989 (1)

A. M. Weiner, Y. Silberberg, H. Fouckhardt, D. E. Leaird, M. A. Saifi, M. J. Andrejco, P. W. Smith, IEEE J. Quantum Electron. 25, 2648 (1989).
[CrossRef]

1988 (2)

1987 (3)

U. Das, Y. Chen, P. Bhattacharya, Appl. Phys. Lett. 51, 1679 (1987).
[CrossRef]

D. D. Gusovskii, E. M. Dianov, A. A. Maier, V. B. Neustruev, V. V. Osiko, A. M. Prokhorov, K. Yu. Sitarskii, I. A. Shcherbakov, Sov. J. Quantum Electron. 17, 724 (1987).
[CrossRef]

S. R. Friberg, Y. Silberberg, M. K. Oliver, M. J. Andrejco, M. A. Saifi, P. W. Smith, Appl. Phys. Lett. 51, 1135 (1987).
[CrossRef]

1986 (1)

S. Trillo, S. Wabnitz, Appl. Phys. Lett. 49, 752 (1986).
[CrossRef]

1985 (2)

D. D. Gusovskii, E. M. Dianov, A. A. Maiser, V. B. Neustruev, E. I. Shklovskii, I. A. Shcherbakov, Sov. J. Quantum Electron. 15, 1523 (1985).
[CrossRef]

P. Li, Kam Wa, J. E. Sitch, N. J. Mason, J. S. Roberts, P. N. Robson, Electron. Lett. 21, 26 (1985).
[CrossRef]

Andrejco, M. J.

A. M. Weiner, Y. Silberberg, H. Fouckhardt, D. E. Leaird, M. A. Saifi, M. J. Andrejco, P. W. Smith, IEEE J. Quantum Electron. 25, 2648 (1989).
[CrossRef]

S. R. Friberg, Y. Silberberg, M. K. Oliver, M. J. Andrejco, M. A. Saifi, P. W. Smith, Appl. Phys. Lett. 51, 1135 (1987).
[CrossRef]

Arkwright, J. W.

Betts, R. A.

R. A. Betts, T. Tjugiarto, Y. L. Xue, P. L. Chu, IEEE J. Quantum Electron. 27, 908 (1991).
[CrossRef]

Y. L. Xue, R. A. Betts, P. L. Chu, T. Tjugiarto, in Proceedings of the 15th Australian Conference on Optical Fibre Technology (The Institution of Radio and Electronics Engineers of Australia, Edgecliff, New South Wales, Australia, 1990), p. 299.

Bhattacharya, P.

U. Das, Y. Chen, P. Bhattacharya, Appl. Phys. Lett. 51, 1679 (1987).
[CrossRef]

Caglioti, E.

Chen, Y.

U. Das, Y. Chen, P. Bhattacharya, Appl. Phys. Lett. 51, 1679 (1987).
[CrossRef]

Chu, P. L.

R. A. Betts, T. Tjugiarto, Y. L. Xue, P. L. Chu, IEEE J. Quantum Electron. 27, 908 (1991).
[CrossRef]

Y. L. Xue, R. A. Betts, P. L. Chu, T. Tjugiarto, in Proceedings of the 15th Australian Conference on Optical Fibre Technology (The Institution of Radio and Electronics Engineers of Australia, Edgecliff, New South Wales, Australia, 1990), p. 299.

Das, U.

U. Das, Y. Chen, P. Bhattacharya, Appl. Phys. Lett. 51, 1679 (1987).
[CrossRef]

Davey, S. T.

Dianov, E. M.

D. D. Gusovskii, E. M. Dianov, A. A. Maier, V. B. Neustruev, V. V. Osiko, A. M. Prokhorov, K. Yu. Sitarskii, I. A. Shcherbakov, Sov. J. Quantum Electron. 17, 724 (1987).
[CrossRef]

D. D. Gusovskii, E. M. Dianov, A. A. Maiser, V. B. Neustruev, E. I. Shklovskii, I. A. Shcherbakov, Sov. J. Quantum Electron. 15, 1523 (1985).
[CrossRef]

Doran, N. J.

Finlayson, N.

Fouckhardt, H.

A. M. Weiner, Y. Silberberg, H. Fouckhardt, D. E. Leaird, M. A. Saifi, M. J. Andrejco, P. W. Smith, IEEE J. Quantum Electron. 25, 2648 (1989).
[CrossRef]

Friberg, S. R.

S. R. Friberg, A. M. Weiner, Y. Silberberg, B. G. Sfez, P. W. Smith, Opt. Lett. 13, 904 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

S. R. Friberg, Y. Silberberg, M. K. Oliver, M. J. Andrejco, M. A. Saifi, P. W. Smith, Appl. Phys. Lett. 51, 1135 (1987).
[CrossRef]

Gusovskii, D. D.

D. D. Gusovskii, E. M. Dianov, A. A. Maier, V. B. Neustruev, V. V. Osiko, A. M. Prokhorov, K. Yu. Sitarskii, I. A. Shcherbakov, Sov. J. Quantum Electron. 17, 724 (1987).
[CrossRef]

D. D. Gusovskii, E. M. Dianov, A. A. Maiser, V. B. Neustruev, E. I. Shklovskii, I. A. Shcherbakov, Sov. J. Quantum Electron. 15, 1523 (1985).
[CrossRef]

Leaird, D. E.

A. M. Weiner, Y. Silberberg, H. Fouckhardt, D. E. Leaird, M. A. Saifi, M. J. Andrejco, P. W. Smith, IEEE J. Quantum Electron. 25, 2648 (1989).
[CrossRef]

Li, P.

P. Li, Kam Wa, J. E. Sitch, N. J. Mason, J. S. Roberts, P. N. Robson, Electron. Lett. 21, 26 (1985).
[CrossRef]

Maier, A. A.

D. D. Gusovskii, E. M. Dianov, A. A. Maier, V. B. Neustruev, V. V. Osiko, A. M. Prokhorov, K. Yu. Sitarskii, I. A. Shcherbakov, Sov. J. Quantum Electron. 17, 724 (1987).
[CrossRef]

Maiser, A. A.

D. D. Gusovskii, E. M. Dianov, A. A. Maiser, V. B. Neustruev, E. I. Shklovskii, I. A. Shcherbakov, Sov. J. Quantum Electron. 15, 1523 (1985).
[CrossRef]

Mason, N. J.

P. Li, Kam Wa, J. E. Sitch, N. J. Mason, J. S. Roberts, P. N. Robson, Electron. Lett. 21, 26 (1985).
[CrossRef]

Nayar, B. K.

Neustruev, V. B.

D. D. Gusovskii, E. M. Dianov, A. A. Maier, V. B. Neustruev, V. V. Osiko, A. M. Prokhorov, K. Yu. Sitarskii, I. A. Shcherbakov, Sov. J. Quantum Electron. 17, 724 (1987).
[CrossRef]

D. D. Gusovskii, E. M. Dianov, A. A. Maiser, V. B. Neustruev, E. I. Shklovskii, I. A. Shcherbakov, Sov. J. Quantum Electron. 15, 1523 (1985).
[CrossRef]

Oliver, M. K.

S. R. Friberg, Y. Silberberg, M. K. Oliver, M. J. Andrejco, M. A. Saifi, P. W. Smith, Appl. Phys. Lett. 51, 1135 (1987).
[CrossRef]

Osiko, V. V.

D. D. Gusovskii, E. M. Dianov, A. A. Maier, V. B. Neustruev, V. V. Osiko, A. M. Prokhorov, K. Yu. Sitarskii, I. A. Shcherbakov, Sov. J. Quantum Electron. 17, 724 (1987).
[CrossRef]

Prokhorov, A. M.

D. D. Gusovskii, E. M. Dianov, A. A. Maier, V. B. Neustruev, V. V. Osiko, A. M. Prokhorov, K. Yu. Sitarskii, I. A. Shcherbakov, Sov. J. Quantum Electron. 17, 724 (1987).
[CrossRef]

Roberts, J. S.

P. Li, Kam Wa, J. E. Sitch, N. J. Mason, J. S. Roberts, P. N. Robson, Electron. Lett. 21, 26 (1985).
[CrossRef]

Robson, P. N.

P. Li, Kam Wa, J. E. Sitch, N. J. Mason, J. S. Roberts, P. N. Robson, Electron. Lett. 21, 26 (1985).
[CrossRef]

Saifi, M. A.

A. M. Weiner, Y. Silberberg, H. Fouckhardt, D. E. Leaird, M. A. Saifi, M. J. Andrejco, P. W. Smith, IEEE J. Quantum Electron. 25, 2648 (1989).
[CrossRef]

S. R. Friberg, Y. Silberberg, M. K. Oliver, M. J. Andrejco, M. A. Saifi, P. W. Smith, Appl. Phys. Lett. 51, 1135 (1987).
[CrossRef]

Sfez, B. G.

Shcherbakov, I. A.

D. D. Gusovskii, E. M. Dianov, A. A. Maier, V. B. Neustruev, V. V. Osiko, A. M. Prokhorov, K. Yu. Sitarskii, I. A. Shcherbakov, Sov. J. Quantum Electron. 17, 724 (1987).
[CrossRef]

D. D. Gusovskii, E. M. Dianov, A. A. Maiser, V. B. Neustruev, E. I. Shklovskii, I. A. Shcherbakov, Sov. J. Quantum Electron. 15, 1523 (1985).
[CrossRef]

Shklovskii, E. I.

D. D. Gusovskii, E. M. Dianov, A. A. Maiser, V. B. Neustruev, E. I. Shklovskii, I. A. Shcherbakov, Sov. J. Quantum Electron. 15, 1523 (1985).
[CrossRef]

Silberberg, Y.

A. M. Weiner, Y. Silberberg, H. Fouckhardt, D. E. Leaird, M. A. Saifi, M. J. Andrejco, P. W. Smith, IEEE J. Quantum Electron. 25, 2648 (1989).
[CrossRef]

S. R. Friberg, A. M. Weiner, Y. Silberberg, B. G. Sfez, P. W. Smith, Opt. Lett. 13, 904 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

S. R. Friberg, Y. Silberberg, M. K. Oliver, M. J. Andrejco, M. A. Saifi, P. W. Smith, Appl. Phys. Lett. 51, 1135 (1987).
[CrossRef]

Sitarskii, K. Yu.

D. D. Gusovskii, E. M. Dianov, A. A. Maier, V. B. Neustruev, V. V. Osiko, A. M. Prokhorov, K. Yu. Sitarskii, I. A. Shcherbakov, Sov. J. Quantum Electron. 17, 724 (1987).
[CrossRef]

Sitch, J. E.

P. Li, Kam Wa, J. E. Sitch, N. J. Mason, J. S. Roberts, P. N. Robson, Electron. Lett. 21, 26 (1985).
[CrossRef]

Smith, P. W.

A. M. Weiner, Y. Silberberg, H. Fouckhardt, D. E. Leaird, M. A. Saifi, M. J. Andrejco, P. W. Smith, IEEE J. Quantum Electron. 25, 2648 (1989).
[CrossRef]

S. R. Friberg, A. M. Weiner, Y. Silberberg, B. G. Sfez, P. W. Smith, Opt. Lett. 13, 904 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

S. R. Friberg, Y. Silberberg, M. K. Oliver, M. J. Andrejco, M. A. Saifi, P. W. Smith, Appl. Phys. Lett. 51, 1135 (1987).
[CrossRef]

Stegeman, G. I.

Tjugiarto, T.

R. A. Betts, T. Tjugiarto, Y. L. Xue, P. L. Chu, IEEE J. Quantum Electron. 27, 908 (1991).
[CrossRef]

Y. L. Xue, R. A. Betts, P. L. Chu, T. Tjugiarto, in Proceedings of the 15th Australian Conference on Optical Fibre Technology (The Institution of Radio and Electronics Engineers of Australia, Edgecliff, New South Wales, Australia, 1990), p. 299.

Trillo, S.

Wa, Kam

P. Li, Kam Wa, J. E. Sitch, N. J. Mason, J. S. Roberts, P. N. Robson, Electron. Lett. 21, 26 (1985).
[CrossRef]

Wabnitz, S.

Weiner, A. M.

A. M. Weiner, Y. Silberberg, H. Fouckhardt, D. E. Leaird, M. A. Saifi, M. J. Andrejco, P. W. Smith, IEEE J. Quantum Electron. 25, 2648 (1989).
[CrossRef]

S. R. Friberg, A. M. Weiner, Y. Silberberg, B. G. Sfez, P. W. Smith, Opt. Lett. 13, 904 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

Williams, D. L.

Xue, Y. L.

R. A. Betts, T. Tjugiarto, Y. L. Xue, P. L. Chu, IEEE J. Quantum Electron. 27, 908 (1991).
[CrossRef]

Y. L. Xue, R. A. Betts, P. L. Chu, T. Tjugiarto, in Proceedings of the 15th Australian Conference on Optical Fibre Technology (The Institution of Radio and Electronics Engineers of Australia, Edgecliff, New South Wales, Australia, 1990), p. 299.

Appl. Phys. Lett. (3)

U. Das, Y. Chen, P. Bhattacharya, Appl. Phys. Lett. 51, 1679 (1987).
[CrossRef]

S. R. Friberg, Y. Silberberg, M. K. Oliver, M. J. Andrejco, M. A. Saifi, P. W. Smith, Appl. Phys. Lett. 51, 1135 (1987).
[CrossRef]

S. Trillo, S. Wabnitz, Appl. Phys. Lett. 49, 752 (1986).
[CrossRef]

Electron. Lett. (2)

P. Li, Kam Wa, J. E. Sitch, N. J. Mason, J. S. Roberts, P. N. Robson, Electron. Lett. 21, 26 (1985).
[CrossRef]

N. Finlayson, B. K. Nayar, N. J. Doran, Electron. Lett. 27, 1209 (1991).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (2)

A. M. Weiner, Y. Silberberg, H. Fouckhardt, D. E. Leaird, M. A. Saifi, M. J. Andrejco, P. W. Smith, IEEE J. Quantum Electron. 25, 2648 (1989).
[CrossRef]

R. A. Betts, T. Tjugiarto, Y. L. Xue, P. L. Chu, IEEE J. Quantum Electron. 27, 908 (1991).
[CrossRef]

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

Opt. Lett. (2)

Sov. J. Quantum Electron. (2)

D. D. Gusovskii, E. M. Dianov, A. A. Maiser, V. B. Neustruev, E. I. Shklovskii, I. A. Shcherbakov, Sov. J. Quantum Electron. 15, 1523 (1985).
[CrossRef]

D. D. Gusovskii, E. M. Dianov, A. A. Maier, V. B. Neustruev, V. V. Osiko, A. M. Prokhorov, K. Yu. Sitarskii, I. A. Shcherbakov, Sov. J. Quantum Electron. 17, 724 (1987).
[CrossRef]

Other (1)

Y. L. Xue, R. A. Betts, P. L. Chu, T. Tjugiarto, in Proceedings of the 15th Australian Conference on Optical Fibre Technology (The Institution of Radio and Electronics Engineers of Australia, Edgecliff, New South Wales, Australia, 1990), p. 299.

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

Fractional output power versus input power.

Fig. 2
Fig. 2

Experimental setup. 1, Single-mode Ar+ laser; 2, 20× lens; 3, ordinary single-mode fiber; 4, twin-core Er3+-doped fiber; 5, 40× lens; 6, attenuator; 7, power meter; 8, He–Ne laser; 9, attenuator; 10, camera; 11, digitizer; 12, TV monitor; 13, oscilloscope.

Fig. 3
Fig. 3

Photographs of output power versus distance taken from a line scan at the coupler end with a total input power of (a) 0.013 mW and (b) 0.93 mW

Equations (8)

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

Δ n ( I ) = m = 1 N n m + 1 I m .
d S 0 d z = 0 ,
d S 1 d z = 2 C S 3 ,
d S 2 d z = S 3 [ Q 2 ( z ) S 1 Q 3 ( z ) S 0 S 1 3 4 Q 4 ( z ) S 0 2 S 1 1 4 Q 4 ( z ) S 1 3 ] ,
d S 3 d z = 2 C S 1 + S 2 [ Q 2 ( z ) S 1 + Q 3 ( z ) S 0 S 1 + 3 4 Q 4 ( z ) S 0 2 S 1 + 1 4 Q 4 ( z ) S 1 3 ] ,
Q 2 = k c 2 0 2 4 n 0 2 n 2 | E | 4 d x d y ,
Q 3 = k c 3 0 3 8 n 0 3 n 3 | E | 6 d x d y ,
Q 4 = k c 4 0 4 16 n 0 4 n 4 | E | 8 d x d y ,

Metrics