Abstract

We report on optical limiting of Q-switched Nd:YAG radiation at 532 nm in an f/5 defocusing geometry using liquid solutions of C60 in 1-chloronaphthalene. The nonlinear optical-limiting mechanism is C60 excited-state absorption and enhanced thermal lensing in the solvent. A limiting threshold energy of 65 nJ, corresponding to an incident fluence of ∼0.3 J/cm2 at the focus in the solution, was observed with a device absorption of 25%.

© 1993 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. L. W. Tutt, A. Kost, Nature (London) 356, 225 (1992).
    [CrossRef]
  2. A. Kost, L. Tutt, M. B. Klein, T. K. Dougtherty, W. E. Elias, Opt. Lett. 18, 334 (1993).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. J. W. Arbogast, A. P. Darmanyan, C. S. Foote, Y. Rubin, F. N. Diederich, M. M. Alvarez, S. J. Anz, R. L. Whetten, J. Phys. Chem. 95, 11 (1991).
    [CrossRef]
  4. S. R. Flom, R. G. S. Pong, F. J. Bartoli, Z. H. Kafafi, Phys. Rev. B 46, 15598 (1992).
    [CrossRef]
  5. J. N. Hayes, Appl. Opt. 11, 455 (1972).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. S. J. Sheldon, L. V. Knight, J. M. Thorne, Appl. Opt. 21, 1663 (1982).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. S. A. Akmanov, D. P. Krindrach, A. V. Migulin, A. P. Sukhorukov, R. V. Khokhlov, IEEE J. Quantum Electron. QE-4, 568 (1968).
    [CrossRef]
  8. R. C. C. Leite, S. P. S. Porto, T. C. Damen, Appl. Phys. Lett. 10, 100 (1967).
    [CrossRef]
  9. B. L. Justus, A. L. Huston, A. J. Campillo, Appl. Phys. Lett. 63, 1483 (1993).
    [CrossRef]
  10. M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T.-H. Wei, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
    [CrossRef]
  11. D. R. Coulter, V. M. Miskowski, J. W. Perry, T.-H. Wei, E. W. Van Stryland, D. J. Hagan, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1105, 42 (1989).
  12. L. W. Tutt, S. W. McCahon, Opt. Lett. 15, 700 (1990).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. G. R. Allan, S. J. Rychnovsky, A. L. Smirl, T. F. Boggess, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1692, 170 (1992).
  14. K. Mansour, D. Alvarez, K. J. Perry, I. Choong, S. R. Marder, J. W. Perry, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1853, 132 (1993).

1993

A. Kost, L. Tutt, M. B. Klein, T. K. Dougtherty, W. E. Elias, Opt. Lett. 18, 334 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

B. L. Justus, A. L. Huston, A. J. Campillo, Appl. Phys. Lett. 63, 1483 (1993).
[CrossRef]

K. Mansour, D. Alvarez, K. J. Perry, I. Choong, S. R. Marder, J. W. Perry, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1853, 132 (1993).

1992

G. R. Allan, S. J. Rychnovsky, A. L. Smirl, T. F. Boggess, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1692, 170 (1992).

S. R. Flom, R. G. S. Pong, F. J. Bartoli, Z. H. Kafafi, Phys. Rev. B 46, 15598 (1992).
[CrossRef]

1991

J. W. Arbogast, A. P. Darmanyan, C. S. Foote, Y. Rubin, F. N. Diederich, M. M. Alvarez, S. J. Anz, R. L. Whetten, J. Phys. Chem. 95, 11 (1991).
[CrossRef]

1990

M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T.-H. Wei, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
[CrossRef]

L. W. Tutt, S. W. McCahon, Opt. Lett. 15, 700 (1990).
[CrossRef] [PubMed]

1989

D. R. Coulter, V. M. Miskowski, J. W. Perry, T.-H. Wei, E. W. Van Stryland, D. J. Hagan, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1105, 42 (1989).

1982

1972

1968

S. A. Akmanov, D. P. Krindrach, A. V. Migulin, A. P. Sukhorukov, R. V. Khokhlov, IEEE J. Quantum Electron. QE-4, 568 (1968).
[CrossRef]

1967

R. C. C. Leite, S. P. S. Porto, T. C. Damen, Appl. Phys. Lett. 10, 100 (1967).
[CrossRef]

Akmanov, S. A.

S. A. Akmanov, D. P. Krindrach, A. V. Migulin, A. P. Sukhorukov, R. V. Khokhlov, IEEE J. Quantum Electron. QE-4, 568 (1968).
[CrossRef]

Allan, G. R.

G. R. Allan, S. J. Rychnovsky, A. L. Smirl, T. F. Boggess, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1692, 170 (1992).

Alvarez, D.

K. Mansour, D. Alvarez, K. J. Perry, I. Choong, S. R. Marder, J. W. Perry, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1853, 132 (1993).

Alvarez, M. M.

J. W. Arbogast, A. P. Darmanyan, C. S. Foote, Y. Rubin, F. N. Diederich, M. M. Alvarez, S. J. Anz, R. L. Whetten, J. Phys. Chem. 95, 11 (1991).
[CrossRef]

Anz, S. J.

J. W. Arbogast, A. P. Darmanyan, C. S. Foote, Y. Rubin, F. N. Diederich, M. M. Alvarez, S. J. Anz, R. L. Whetten, J. Phys. Chem. 95, 11 (1991).
[CrossRef]

Arbogast, J. W.

J. W. Arbogast, A. P. Darmanyan, C. S. Foote, Y. Rubin, F. N. Diederich, M. M. Alvarez, S. J. Anz, R. L. Whetten, J. Phys. Chem. 95, 11 (1991).
[CrossRef]

Bartoli, F. J.

S. R. Flom, R. G. S. Pong, F. J. Bartoli, Z. H. Kafafi, Phys. Rev. B 46, 15598 (1992).
[CrossRef]

Boggess, T. F.

G. R. Allan, S. J. Rychnovsky, A. L. Smirl, T. F. Boggess, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1692, 170 (1992).

Campillo, A. J.

B. L. Justus, A. L. Huston, A. J. Campillo, Appl. Phys. Lett. 63, 1483 (1993).
[CrossRef]

Choong, I.

K. Mansour, D. Alvarez, K. J. Perry, I. Choong, S. R. Marder, J. W. Perry, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1853, 132 (1993).

Coulter, D. R.

D. R. Coulter, V. M. Miskowski, J. W. Perry, T.-H. Wei, E. W. Van Stryland, D. J. Hagan, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1105, 42 (1989).

Damen, T. C.

R. C. C. Leite, S. P. S. Porto, T. C. Damen, Appl. Phys. Lett. 10, 100 (1967).
[CrossRef]

Darmanyan, A. P.

J. W. Arbogast, A. P. Darmanyan, C. S. Foote, Y. Rubin, F. N. Diederich, M. M. Alvarez, S. J. Anz, R. L. Whetten, J. Phys. Chem. 95, 11 (1991).
[CrossRef]

Diederich, F. N.

J. W. Arbogast, A. P. Darmanyan, C. S. Foote, Y. Rubin, F. N. Diederich, M. M. Alvarez, S. J. Anz, R. L. Whetten, J. Phys. Chem. 95, 11 (1991).
[CrossRef]

Dougtherty, T. K.

Elias, W. E.

Flom, S. R.

S. R. Flom, R. G. S. Pong, F. J. Bartoli, Z. H. Kafafi, Phys. Rev. B 46, 15598 (1992).
[CrossRef]

Foote, C. S.

J. W. Arbogast, A. P. Darmanyan, C. S. Foote, Y. Rubin, F. N. Diederich, M. M. Alvarez, S. J. Anz, R. L. Whetten, J. Phys. Chem. 95, 11 (1991).
[CrossRef]

Hagan, D. J.

M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T.-H. Wei, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
[CrossRef]

D. R. Coulter, V. M. Miskowski, J. W. Perry, T.-H. Wei, E. W. Van Stryland, D. J. Hagan, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1105, 42 (1989).

Hayes, J. N.

Huston, A. L.

B. L. Justus, A. L. Huston, A. J. Campillo, Appl. Phys. Lett. 63, 1483 (1993).
[CrossRef]

Justus, B. L.

B. L. Justus, A. L. Huston, A. J. Campillo, Appl. Phys. Lett. 63, 1483 (1993).
[CrossRef]

Kafafi, Z. H.

S. R. Flom, R. G. S. Pong, F. J. Bartoli, Z. H. Kafafi, Phys. Rev. B 46, 15598 (1992).
[CrossRef]

Khokhlov, R. V.

S. A. Akmanov, D. P. Krindrach, A. V. Migulin, A. P. Sukhorukov, R. V. Khokhlov, IEEE J. Quantum Electron. QE-4, 568 (1968).
[CrossRef]

Klein, M. B.

Knight, L. V.

Kost, A.

Krindrach, D. P.

S. A. Akmanov, D. P. Krindrach, A. V. Migulin, A. P. Sukhorukov, R. V. Khokhlov, IEEE J. Quantum Electron. QE-4, 568 (1968).
[CrossRef]

Leite, R. C. C.

R. C. C. Leite, S. P. S. Porto, T. C. Damen, Appl. Phys. Lett. 10, 100 (1967).
[CrossRef]

Mansour, K.

K. Mansour, D. Alvarez, K. J. Perry, I. Choong, S. R. Marder, J. W. Perry, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1853, 132 (1993).

Marder, S. R.

K. Mansour, D. Alvarez, K. J. Perry, I. Choong, S. R. Marder, J. W. Perry, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1853, 132 (1993).

McCahon, S. W.

Migulin, A. V.

S. A. Akmanov, D. P. Krindrach, A. V. Migulin, A. P. Sukhorukov, R. V. Khokhlov, IEEE J. Quantum Electron. QE-4, 568 (1968).
[CrossRef]

Miskowski, V. M.

D. R. Coulter, V. M. Miskowski, J. W. Perry, T.-H. Wei, E. W. Van Stryland, D. J. Hagan, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1105, 42 (1989).

Perry, J. W.

K. Mansour, D. Alvarez, K. J. Perry, I. Choong, S. R. Marder, J. W. Perry, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1853, 132 (1993).

D. R. Coulter, V. M. Miskowski, J. W. Perry, T.-H. Wei, E. W. Van Stryland, D. J. Hagan, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1105, 42 (1989).

Perry, K. J.

K. Mansour, D. Alvarez, K. J. Perry, I. Choong, S. R. Marder, J. W. Perry, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1853, 132 (1993).

Pong, R. G. S.

S. R. Flom, R. G. S. Pong, F. J. Bartoli, Z. H. Kafafi, Phys. Rev. B 46, 15598 (1992).
[CrossRef]

Porto, S. P. S.

R. C. C. Leite, S. P. S. Porto, T. C. Damen, Appl. Phys. Lett. 10, 100 (1967).
[CrossRef]

Rubin, Y.

J. W. Arbogast, A. P. Darmanyan, C. S. Foote, Y. Rubin, F. N. Diederich, M. M. Alvarez, S. J. Anz, R. L. Whetten, J. Phys. Chem. 95, 11 (1991).
[CrossRef]

Rychnovsky, S. J.

G. R. Allan, S. J. Rychnovsky, A. L. Smirl, T. F. Boggess, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1692, 170 (1992).

Said, A. A.

M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T.-H. Wei, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
[CrossRef]

Sheik-Bahae, M.

M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T.-H. Wei, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
[CrossRef]

Sheldon, S. J.

Smirl, A. L.

G. R. Allan, S. J. Rychnovsky, A. L. Smirl, T. F. Boggess, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1692, 170 (1992).

Sukhorukov, A. P.

S. A. Akmanov, D. P. Krindrach, A. V. Migulin, A. P. Sukhorukov, R. V. Khokhlov, IEEE J. Quantum Electron. QE-4, 568 (1968).
[CrossRef]

Thorne, J. M.

Tutt, L.

Tutt, L. W.

L. W. Tutt, S. W. McCahon, Opt. Lett. 15, 700 (1990).
[CrossRef] [PubMed]

L. W. Tutt, A. Kost, Nature (London) 356, 225 (1992).
[CrossRef]

Van Stryland, E. W.

M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T.-H. Wei, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
[CrossRef]

D. R. Coulter, V. M. Miskowski, J. W. Perry, T.-H. Wei, E. W. Van Stryland, D. J. Hagan, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1105, 42 (1989).

Wei, T.-H.

M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T.-H. Wei, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
[CrossRef]

D. R. Coulter, V. M. Miskowski, J. W. Perry, T.-H. Wei, E. W. Van Stryland, D. J. Hagan, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1105, 42 (1989).

Whetten, R. L.

J. W. Arbogast, A. P. Darmanyan, C. S. Foote, Y. Rubin, F. N. Diederich, M. M. Alvarez, S. J. Anz, R. L. Whetten, J. Phys. Chem. 95, 11 (1991).
[CrossRef]

Appl. Opt.

Appl. Phys. Lett.

R. C. C. Leite, S. P. S. Porto, T. C. Damen, Appl. Phys. Lett. 10, 100 (1967).
[CrossRef]

B. L. Justus, A. L. Huston, A. J. Campillo, Appl. Phys. Lett. 63, 1483 (1993).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron.

M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T.-H. Wei, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
[CrossRef]

S. A. Akmanov, D. P. Krindrach, A. V. Migulin, A. P. Sukhorukov, R. V. Khokhlov, IEEE J. Quantum Electron. QE-4, 568 (1968).
[CrossRef]

J. Phys. Chem.

J. W. Arbogast, A. P. Darmanyan, C. S. Foote, Y. Rubin, F. N. Diederich, M. M. Alvarez, S. J. Anz, R. L. Whetten, J. Phys. Chem. 95, 11 (1991).
[CrossRef]

Opt. Lett.

Phys. Rev. B

S. R. Flom, R. G. S. Pong, F. J. Bartoli, Z. H. Kafafi, Phys. Rev. B 46, 15598 (1992).
[CrossRef]

Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng.

D. R. Coulter, V. M. Miskowski, J. W. Perry, T.-H. Wei, E. W. Van Stryland, D. J. Hagan, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1105, 42 (1989).

G. R. Allan, S. J. Rychnovsky, A. L. Smirl, T. F. Boggess, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1692, 170 (1992).

K. Mansour, D. Alvarez, K. J. Perry, I. Choong, S. R. Marder, J. W. Perry, Proc. Soc. Photo-Opt. Instrum. Eng. 1853, 132 (1993).

Other

L. W. Tutt, A. Kost, Nature (London) 356, 225 (1992).
[CrossRef]

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

Schematic of the optical-limiting apparatus. BS, beam splitter; ND's, neutral-density filters; EA, 10-mm-diameter entrance aperture; FL, f = 50-mm doublet focusing lens; S, sample; IL, f = 50-mm imaging lens; CA, 10-mm collecting aperture; P2, silicon photodiode probe; P1, pyroelectric probe; EM, energy meter.

Fig. 2
Fig. 2

Transmitted energy versus incident energy for cells containing 50-μm-thick solutions of C60/1-CN and Nigrosin/1-CN. The filled circles are Nigrosin data, with absorption = 25%; the diamonds are C60 data, with absorption = 25%; and the open circles are Nigrosin data, with absorption = 47%. The solid line is the system transmission, with absorption = 25%. The dashed line is the system transmission, with absorption = 47%.

Fig. 3
Fig. 3

Scans in the Z direction performed on solutions of C60 (bold traces) and Nigrosin (light traces) in 1-CN: (a) 83%-transmitting collecting aperture, (b) 50%-transmitting collecting aperture.

Metrics