Abstract

Solgel-processed silica films doped with the organic azo dye Disperse Red 1 (DR1) are prepared in a higher concentration than previously reported. Second-harmonic generation (SHG) from corona-poled films is measured with the Maker fringe technique with a Nd:YAG laser (1064 nm). The second-order nonlinear-optical coefficient is evaluated as d15 = 27 pm/V, d31 = 26 pm/V, and d33 = 120 pm/V, at a DR1 concentration of 2.2 × 1021/cm3. The nonlinearity is stable for at least 1000 h at 125 °C without any relaxation.

© 1995 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. K. D. Singer, J. E. Sohn, S. J. Lalama, Appl. Phys. Lett. 49, 248 (1986).
    [Crossref]
  2. M. A. Mortazavi, A. Knoesen, S. T. Kowel, B. G. Higgins, A. Dienes, J. Opt. Soc. Am. B 6, 733 (1989).
    [Crossref]
  3. H. L. Hampsch, J. M. Torkelson, S. J. Bethke, S. G. Grubb, J. Appl. Phys. 67, 1037 (1990).
    [Crossref]
  4. O. Sugihara, T. Kinoshita, M. Okabe, S. Kunioka, Y. Nonaka, K. Sasaki, Appl. Opt. 30, 2957 (1991).
    [Crossref] [PubMed]
  5. S. F. Hubbard, K. D. Singer, F. Li, S. Z. D. Cheng, F. W. Harris, Appl. Phys. Lett. 65, 265 (1994).
    [Crossref]
  6. J. M. Boulton, J. Thompson, H. H. Fox, I. Gorodisher, G. Teowee, P. D. Calvert, D. R. Uhlmann, Proc. Mater. Res. Soc. Symp. 180, 987 (1990).
    [Crossref]
  7. G. Puccetti, E. Toussaere, I. Ledoux, J. Zyss, Polym. Prepr. Am. Chem. Soc. Div. Polym. Chem. 32, 61 (1991).
  8. Y. Zhang, P. N. Prasad, R. Burzynski, in Chemical Processing of Advanced Materials, L. L. Hench, J. K. West, eds. (Wiley, New York, 1992), p. 825.
  9. Y. Zhang, P. N. Prasad, R. Burzynski, Chem. Mater. 4, 851 (1992).
    [Crossref]
  10. K. Izawa, N. Okamoto, O. Sugihara, Jpn. J. Appl. Phys. 32, 807 (1993).
    [Crossref]
  11. R. Burzynski, P. N. Prasad, in Sol-Gel Optics: Processing and Applications, L. C. Klein, ed. (Kluwer, Dordrecht, The Netherlands, 1994), p. 417.
    [Crossref]
  12. H. E. Katz, K. D. Singer, J. E. Sohn, C. W. Dirk, L. A. King, H. M. Gordon, J. Am. Chem. Soc. 109, 6561 (1987).
    [Crossref]
  13. A. Peterlin, H. A. Stuart, Z. Phys. 112, 129 (1939).
    [Crossref]
  14. L. M. Heyden, G. F. Saufer, F. R. Ore, P. L. Pasillas, J. M. Hoover, G. A. Lindsay, R. A. Henry, J. Appl. Phys. 68, 456 (1990).
    [Crossref]
  15. D. J. Williams, in Nonlinear Optical Properties of Organic Molecules and Crystals, D. S. Chemla, J. Zyss, eds. (Academic, New York, 1987), p. 405.
  16. C. Ye, T. J. Marks, J. Yang, G. K. Wong, Macromolecules 20, 2322 (1987).
    [Crossref]
  17. H. Nakayama, O. Sugihara, N. Okamoto, Opt. Rev. 2, 236 (1995).
    [Crossref]

1995 (1)

H. Nakayama, O. Sugihara, N. Okamoto, Opt. Rev. 2, 236 (1995).
[Crossref]

1994 (1)

S. F. Hubbard, K. D. Singer, F. Li, S. Z. D. Cheng, F. W. Harris, Appl. Phys. Lett. 65, 265 (1994).
[Crossref]

1993 (1)

K. Izawa, N. Okamoto, O. Sugihara, Jpn. J. Appl. Phys. 32, 807 (1993).
[Crossref]

1992 (1)

Y. Zhang, P. N. Prasad, R. Burzynski, Chem. Mater. 4, 851 (1992).
[Crossref]

1991 (2)

G. Puccetti, E. Toussaere, I. Ledoux, J. Zyss, Polym. Prepr. Am. Chem. Soc. Div. Polym. Chem. 32, 61 (1991).

O. Sugihara, T. Kinoshita, M. Okabe, S. Kunioka, Y. Nonaka, K. Sasaki, Appl. Opt. 30, 2957 (1991).
[Crossref] [PubMed]

1990 (3)

H. L. Hampsch, J. M. Torkelson, S. J. Bethke, S. G. Grubb, J. Appl. Phys. 67, 1037 (1990).
[Crossref]

J. M. Boulton, J. Thompson, H. H. Fox, I. Gorodisher, G. Teowee, P. D. Calvert, D. R. Uhlmann, Proc. Mater. Res. Soc. Symp. 180, 987 (1990).
[Crossref]

L. M. Heyden, G. F. Saufer, F. R. Ore, P. L. Pasillas, J. M. Hoover, G. A. Lindsay, R. A. Henry, J. Appl. Phys. 68, 456 (1990).
[Crossref]

1989 (1)

1987 (2)

C. Ye, T. J. Marks, J. Yang, G. K. Wong, Macromolecules 20, 2322 (1987).
[Crossref]

H. E. Katz, K. D. Singer, J. E. Sohn, C. W. Dirk, L. A. King, H. M. Gordon, J. Am. Chem. Soc. 109, 6561 (1987).
[Crossref]

1986 (1)

K. D. Singer, J. E. Sohn, S. J. Lalama, Appl. Phys. Lett. 49, 248 (1986).
[Crossref]

1939 (1)

A. Peterlin, H. A. Stuart, Z. Phys. 112, 129 (1939).
[Crossref]

Bethke, S. J.

H. L. Hampsch, J. M. Torkelson, S. J. Bethke, S. G. Grubb, J. Appl. Phys. 67, 1037 (1990).
[Crossref]

Boulton, J. M.

J. M. Boulton, J. Thompson, H. H. Fox, I. Gorodisher, G. Teowee, P. D. Calvert, D. R. Uhlmann, Proc. Mater. Res. Soc. Symp. 180, 987 (1990).
[Crossref]

Burzynski, R.

Y. Zhang, P. N. Prasad, R. Burzynski, Chem. Mater. 4, 851 (1992).
[Crossref]

Y. Zhang, P. N. Prasad, R. Burzynski, in Chemical Processing of Advanced Materials, L. L. Hench, J. K. West, eds. (Wiley, New York, 1992), p. 825.

R. Burzynski, P. N. Prasad, in Sol-Gel Optics: Processing and Applications, L. C. Klein, ed. (Kluwer, Dordrecht, The Netherlands, 1994), p. 417.
[Crossref]

Calvert, P. D.

J. M. Boulton, J. Thompson, H. H. Fox, I. Gorodisher, G. Teowee, P. D. Calvert, D. R. Uhlmann, Proc. Mater. Res. Soc. Symp. 180, 987 (1990).
[Crossref]

Cheng, S. Z. D.

S. F. Hubbard, K. D. Singer, F. Li, S. Z. D. Cheng, F. W. Harris, Appl. Phys. Lett. 65, 265 (1994).
[Crossref]

Dienes, A.

Dirk, C. W.

H. E. Katz, K. D. Singer, J. E. Sohn, C. W. Dirk, L. A. King, H. M. Gordon, J. Am. Chem. Soc. 109, 6561 (1987).
[Crossref]

Fox, H. H.

J. M. Boulton, J. Thompson, H. H. Fox, I. Gorodisher, G. Teowee, P. D. Calvert, D. R. Uhlmann, Proc. Mater. Res. Soc. Symp. 180, 987 (1990).
[Crossref]

Gordon, H. M.

H. E. Katz, K. D. Singer, J. E. Sohn, C. W. Dirk, L. A. King, H. M. Gordon, J. Am. Chem. Soc. 109, 6561 (1987).
[Crossref]

Gorodisher, I.

J. M. Boulton, J. Thompson, H. H. Fox, I. Gorodisher, G. Teowee, P. D. Calvert, D. R. Uhlmann, Proc. Mater. Res. Soc. Symp. 180, 987 (1990).
[Crossref]

Grubb, S. G.

H. L. Hampsch, J. M. Torkelson, S. J. Bethke, S. G. Grubb, J. Appl. Phys. 67, 1037 (1990).
[Crossref]

Hampsch, H. L.

H. L. Hampsch, J. M. Torkelson, S. J. Bethke, S. G. Grubb, J. Appl. Phys. 67, 1037 (1990).
[Crossref]

Harris, F. W.

S. F. Hubbard, K. D. Singer, F. Li, S. Z. D. Cheng, F. W. Harris, Appl. Phys. Lett. 65, 265 (1994).
[Crossref]

Henry, R. A.

L. M. Heyden, G. F. Saufer, F. R. Ore, P. L. Pasillas, J. M. Hoover, G. A. Lindsay, R. A. Henry, J. Appl. Phys. 68, 456 (1990).
[Crossref]

Heyden, L. M.

L. M. Heyden, G. F. Saufer, F. R. Ore, P. L. Pasillas, J. M. Hoover, G. A. Lindsay, R. A. Henry, J. Appl. Phys. 68, 456 (1990).
[Crossref]

Higgins, B. G.

Hoover, J. M.

L. M. Heyden, G. F. Saufer, F. R. Ore, P. L. Pasillas, J. M. Hoover, G. A. Lindsay, R. A. Henry, J. Appl. Phys. 68, 456 (1990).
[Crossref]

Hubbard, S. F.

S. F. Hubbard, K. D. Singer, F. Li, S. Z. D. Cheng, F. W. Harris, Appl. Phys. Lett. 65, 265 (1994).
[Crossref]

Izawa, K.

K. Izawa, N. Okamoto, O. Sugihara, Jpn. J. Appl. Phys. 32, 807 (1993).
[Crossref]

Katz, H. E.

H. E. Katz, K. D. Singer, J. E. Sohn, C. W. Dirk, L. A. King, H. M. Gordon, J. Am. Chem. Soc. 109, 6561 (1987).
[Crossref]

King, L. A.

H. E. Katz, K. D. Singer, J. E. Sohn, C. W. Dirk, L. A. King, H. M. Gordon, J. Am. Chem. Soc. 109, 6561 (1987).
[Crossref]

Kinoshita, T.

Knoesen, A.

Kowel, S. T.

Kunioka, S.

Lalama, S. J.

K. D. Singer, J. E. Sohn, S. J. Lalama, Appl. Phys. Lett. 49, 248 (1986).
[Crossref]

Ledoux, I.

G. Puccetti, E. Toussaere, I. Ledoux, J. Zyss, Polym. Prepr. Am. Chem. Soc. Div. Polym. Chem. 32, 61 (1991).

Li, F.

S. F. Hubbard, K. D. Singer, F. Li, S. Z. D. Cheng, F. W. Harris, Appl. Phys. Lett. 65, 265 (1994).
[Crossref]

Lindsay, G. A.

L. M. Heyden, G. F. Saufer, F. R. Ore, P. L. Pasillas, J. M. Hoover, G. A. Lindsay, R. A. Henry, J. Appl. Phys. 68, 456 (1990).
[Crossref]

Marks, T. J.

C. Ye, T. J. Marks, J. Yang, G. K. Wong, Macromolecules 20, 2322 (1987).
[Crossref]

Mortazavi, M. A.

Nakayama, H.

H. Nakayama, O. Sugihara, N. Okamoto, Opt. Rev. 2, 236 (1995).
[Crossref]

Nonaka, Y.

Okabe, M.

Okamoto, N.

H. Nakayama, O. Sugihara, N. Okamoto, Opt. Rev. 2, 236 (1995).
[Crossref]

K. Izawa, N. Okamoto, O. Sugihara, Jpn. J. Appl. Phys. 32, 807 (1993).
[Crossref]

Ore, F. R.

L. M. Heyden, G. F. Saufer, F. R. Ore, P. L. Pasillas, J. M. Hoover, G. A. Lindsay, R. A. Henry, J. Appl. Phys. 68, 456 (1990).
[Crossref]

Pasillas, P. L.

L. M. Heyden, G. F. Saufer, F. R. Ore, P. L. Pasillas, J. M. Hoover, G. A. Lindsay, R. A. Henry, J. Appl. Phys. 68, 456 (1990).
[Crossref]

Peterlin, A.

A. Peterlin, H. A. Stuart, Z. Phys. 112, 129 (1939).
[Crossref]

Prasad, P. N.

Y. Zhang, P. N. Prasad, R. Burzynski, Chem. Mater. 4, 851 (1992).
[Crossref]

Y. Zhang, P. N. Prasad, R. Burzynski, in Chemical Processing of Advanced Materials, L. L. Hench, J. K. West, eds. (Wiley, New York, 1992), p. 825.

R. Burzynski, P. N. Prasad, in Sol-Gel Optics: Processing and Applications, L. C. Klein, ed. (Kluwer, Dordrecht, The Netherlands, 1994), p. 417.
[Crossref]

Puccetti, G.

G. Puccetti, E. Toussaere, I. Ledoux, J. Zyss, Polym. Prepr. Am. Chem. Soc. Div. Polym. Chem. 32, 61 (1991).

Sasaki, K.

Saufer, G. F.

L. M. Heyden, G. F. Saufer, F. R. Ore, P. L. Pasillas, J. M. Hoover, G. A. Lindsay, R. A. Henry, J. Appl. Phys. 68, 456 (1990).
[Crossref]

Singer, K. D.

S. F. Hubbard, K. D. Singer, F. Li, S. Z. D. Cheng, F. W. Harris, Appl. Phys. Lett. 65, 265 (1994).
[Crossref]

H. E. Katz, K. D. Singer, J. E. Sohn, C. W. Dirk, L. A. King, H. M. Gordon, J. Am. Chem. Soc. 109, 6561 (1987).
[Crossref]

K. D. Singer, J. E. Sohn, S. J. Lalama, Appl. Phys. Lett. 49, 248 (1986).
[Crossref]

Sohn, J. E.

H. E. Katz, K. D. Singer, J. E. Sohn, C. W. Dirk, L. A. King, H. M. Gordon, J. Am. Chem. Soc. 109, 6561 (1987).
[Crossref]

K. D. Singer, J. E. Sohn, S. J. Lalama, Appl. Phys. Lett. 49, 248 (1986).
[Crossref]

Stuart, H. A.

A. Peterlin, H. A. Stuart, Z. Phys. 112, 129 (1939).
[Crossref]

Sugihara, O.

H. Nakayama, O. Sugihara, N. Okamoto, Opt. Rev. 2, 236 (1995).
[Crossref]

K. Izawa, N. Okamoto, O. Sugihara, Jpn. J. Appl. Phys. 32, 807 (1993).
[Crossref]

O. Sugihara, T. Kinoshita, M. Okabe, S. Kunioka, Y. Nonaka, K. Sasaki, Appl. Opt. 30, 2957 (1991).
[Crossref] [PubMed]

Teowee, G.

J. M. Boulton, J. Thompson, H. H. Fox, I. Gorodisher, G. Teowee, P. D. Calvert, D. R. Uhlmann, Proc. Mater. Res. Soc. Symp. 180, 987 (1990).
[Crossref]

Thompson, J.

J. M. Boulton, J. Thompson, H. H. Fox, I. Gorodisher, G. Teowee, P. D. Calvert, D. R. Uhlmann, Proc. Mater. Res. Soc. Symp. 180, 987 (1990).
[Crossref]

Torkelson, J. M.

H. L. Hampsch, J. M. Torkelson, S. J. Bethke, S. G. Grubb, J. Appl. Phys. 67, 1037 (1990).
[Crossref]

Toussaere, E.

G. Puccetti, E. Toussaere, I. Ledoux, J. Zyss, Polym. Prepr. Am. Chem. Soc. Div. Polym. Chem. 32, 61 (1991).

Uhlmann, D. R.

J. M. Boulton, J. Thompson, H. H. Fox, I. Gorodisher, G. Teowee, P. D. Calvert, D. R. Uhlmann, Proc. Mater. Res. Soc. Symp. 180, 987 (1990).
[Crossref]

Williams, D. J.

D. J. Williams, in Nonlinear Optical Properties of Organic Molecules and Crystals, D. S. Chemla, J. Zyss, eds. (Academic, New York, 1987), p. 405.

Wong, G. K.

C. Ye, T. J. Marks, J. Yang, G. K. Wong, Macromolecules 20, 2322 (1987).
[Crossref]

Yang, J.

C. Ye, T. J. Marks, J. Yang, G. K. Wong, Macromolecules 20, 2322 (1987).
[Crossref]

Ye, C.

C. Ye, T. J. Marks, J. Yang, G. K. Wong, Macromolecules 20, 2322 (1987).
[Crossref]

Zhang, Y.

Y. Zhang, P. N. Prasad, R. Burzynski, Chem. Mater. 4, 851 (1992).
[Crossref]

Y. Zhang, P. N. Prasad, R. Burzynski, in Chemical Processing of Advanced Materials, L. L. Hench, J. K. West, eds. (Wiley, New York, 1992), p. 825.

Zyss, J.

G. Puccetti, E. Toussaere, I. Ledoux, J. Zyss, Polym. Prepr. Am. Chem. Soc. Div. Polym. Chem. 32, 61 (1991).

Appl. Opt. (1)

Appl. Phys. Lett. (2)

S. F. Hubbard, K. D. Singer, F. Li, S. Z. D. Cheng, F. W. Harris, Appl. Phys. Lett. 65, 265 (1994).
[Crossref]

K. D. Singer, J. E. Sohn, S. J. Lalama, Appl. Phys. Lett. 49, 248 (1986).
[Crossref]

Chem. Mater. (1)

Y. Zhang, P. N. Prasad, R. Burzynski, Chem. Mater. 4, 851 (1992).
[Crossref]

J. Am. Chem. Soc. (1)

H. E. Katz, K. D. Singer, J. E. Sohn, C. W. Dirk, L. A. King, H. M. Gordon, J. Am. Chem. Soc. 109, 6561 (1987).
[Crossref]

J. Appl. Phys. (2)

L. M. Heyden, G. F. Saufer, F. R. Ore, P. L. Pasillas, J. M. Hoover, G. A. Lindsay, R. A. Henry, J. Appl. Phys. 68, 456 (1990).
[Crossref]

H. L. Hampsch, J. M. Torkelson, S. J. Bethke, S. G. Grubb, J. Appl. Phys. 67, 1037 (1990).
[Crossref]

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

Jpn. J. Appl. Phys. (1)

K. Izawa, N. Okamoto, O. Sugihara, Jpn. J. Appl. Phys. 32, 807 (1993).
[Crossref]

Macromolecules (1)

C. Ye, T. J. Marks, J. Yang, G. K. Wong, Macromolecules 20, 2322 (1987).
[Crossref]

Opt. Rev. (1)

H. Nakayama, O. Sugihara, N. Okamoto, Opt. Rev. 2, 236 (1995).
[Crossref]

Polym. Prepr. Am. Chem. Soc. Div. Polym. Chem. (1)

G. Puccetti, E. Toussaere, I. Ledoux, J. Zyss, Polym. Prepr. Am. Chem. Soc. Div. Polym. Chem. 32, 61 (1991).

Proc. Mater. Res. Soc. Symp. (1)

J. M. Boulton, J. Thompson, H. H. Fox, I. Gorodisher, G. Teowee, P. D. Calvert, D. R. Uhlmann, Proc. Mater. Res. Soc. Symp. 180, 987 (1990).
[Crossref]

Z. Phys. (1)

A. Peterlin, H. A. Stuart, Z. Phys. 112, 129 (1939).
[Crossref]

Other (3)

D. J. Williams, in Nonlinear Optical Properties of Organic Molecules and Crystals, D. S. Chemla, J. Zyss, eds. (Academic, New York, 1987), p. 405.

Y. Zhang, P. N. Prasad, R. Burzynski, in Chemical Processing of Advanced Materials, L. L. Hench, J. K. West, eds. (Wiley, New York, 1992), p. 825.

R. Burzynski, P. N. Prasad, in Sol-Gel Optics: Processing and Applications, L. C. Klein, ed. (Kluwer, Dordrecht, The Netherlands, 1994), p. 417.
[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

Absorption spectra of a poled DR1-doped silica film and an unpoled film.

Fig. 2
Fig. 2

Effective SHG coefficient and peak absorbance as a function of DR1 concentration.

Fig. 3
Fig. 3

Temporal stability of the d33 value of poled silica film doped with DR1 at 125 °C.

Tables (1)

Tables Icon

Table 1 Composition of the Solgel-Processing Starting Solution for Silica Film Doped with an Organic Material DR1

Equations (1)

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

d 33 = N β f ( 2 ω ) f ( ω ) 2 cos 3 ( θ ) / 2 ,

Metrics