Abstract

We propose a new heterodyne scheme for performing time-resolved four-wave mixing experiments with collinear pump and probe beams. The method is not limited by phase-matching requirements and permits the investigation of thick samples and waveguide devices such as semiconductor optical amplifiers.

© 1996 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. E. P. Ippen, C. V. Shank, in Ultrashort Light Pulses, S. L. Shapiro, ed. (Springer-Verlag, Berlin, 1977), pp. 83–122.
  2. K. Hall, G. Lenz, E. P. Ippen, G. Raybon, Opt. Lett. 17, 874 (1992).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. T. F. Heinz, S. L. Palfrey, K. B. Eisenthal, Opt. Lett. 9, 359 (1984).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. K. Meissner, B. Fluegel, H. Giessen, G. Mohs, R. Binder, S. W. Koch, N. Peyghambarian, Phys. Rev. B 50, 17,647 (1994).
    [CrossRef]
  5. J. M. Hvam, in Nonlinear Optics in Solids, Vol. 9 of Springer Series on Wave Phenomena, O. Keller, ed. (Springer-Verlag, Berlin, 1990).
    [CrossRef]
  6. A. Mecozzi, J. Mørk, “Theory of heterodyne pump – probe experiments with femtosecond pulses,” J. Opt. Soc. Am. B (to be published).
  7. Z. Vardeny, J. Tauc, Opt. Commun. 39, 396 (1981).
    [CrossRef]
  8. T. Yajima, Y. Taira, J. Phys. Soc. Jpn. 47, 1620 (1979).
    [CrossRef]
  9. M. Koch, D. Weber, J. Feldmann, E. O. Göbel, T. Meier, A. Schulze, P. Thomas, S. Schmitt-Rink, Phys. Rev. B 47, 1532 (1993).
    [CrossRef]
  10. A. L. Smirl, T. F. Boggess, B. S. Wherrett, G. P. Perryman, A. Miller, IEEE J. Quantum Electron. QE-19, 690 (1983).
    [CrossRef]
  11. A. D'Ottavi, E. Iannone, A. Mecozzi, S. Scotti, P. Spano, R. Dall'Ara, G. Guekos, J. Eckner, Appl. Phys. Lett. 65, 2633 (1994).
    [CrossRef]
  12. W. W. Chow, R. Indik, A. Knorr, S. W. Koch, J. V. Moloney, Phys. Rev. A 52, 2479 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]

1995 (1)

W. W. Chow, R. Indik, A. Knorr, S. W. Koch, J. V. Moloney, Phys. Rev. A 52, 2479 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

1994 (2)

A. D'Ottavi, E. Iannone, A. Mecozzi, S. Scotti, P. Spano, R. Dall'Ara, G. Guekos, J. Eckner, Appl. Phys. Lett. 65, 2633 (1994).
[CrossRef]

K. Meissner, B. Fluegel, H. Giessen, G. Mohs, R. Binder, S. W. Koch, N. Peyghambarian, Phys. Rev. B 50, 17,647 (1994).
[CrossRef]

1993 (1)

M. Koch, D. Weber, J. Feldmann, E. O. Göbel, T. Meier, A. Schulze, P. Thomas, S. Schmitt-Rink, Phys. Rev. B 47, 1532 (1993).
[CrossRef]

1992 (1)

1984 (1)

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]

1981 (1)

Z. Vardeny, J. Tauc, Opt. Commun. 39, 396 (1981).
[CrossRef]

1979 (1)

T. Yajima, Y. Taira, J. Phys. Soc. Jpn. 47, 1620 (1979).
[CrossRef]

Binder, R.

K. Meissner, B. Fluegel, H. Giessen, G. Mohs, R. Binder, S. W. Koch, N. Peyghambarian, Phys. Rev. B 50, 17,647 (1994).
[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]

Chow, W. W.

W. W. Chow, R. Indik, A. Knorr, S. W. Koch, J. V. Moloney, Phys. Rev. A 52, 2479 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Dall'Ara, R.

A. D'Ottavi, E. Iannone, A. Mecozzi, S. Scotti, P. Spano, R. Dall'Ara, G. Guekos, J. Eckner, Appl. Phys. Lett. 65, 2633 (1994).
[CrossRef]

D'Ottavi, A.

A. D'Ottavi, E. Iannone, A. Mecozzi, S. Scotti, P. Spano, R. Dall'Ara, G. Guekos, J. Eckner, Appl. Phys. Lett. 65, 2633 (1994).
[CrossRef]

Eckner, J.

A. D'Ottavi, E. Iannone, A. Mecozzi, S. Scotti, P. Spano, R. Dall'Ara, G. Guekos, J. Eckner, Appl. Phys. Lett. 65, 2633 (1994).
[CrossRef]

Eisenthal, K. B.

Feldmann, J.

M. Koch, D. Weber, J. Feldmann, E. O. Göbel, T. Meier, A. Schulze, P. Thomas, S. Schmitt-Rink, Phys. Rev. B 47, 1532 (1993).
[CrossRef]

Fluegel, B.

K. Meissner, B. Fluegel, H. Giessen, G. Mohs, R. Binder, S. W. Koch, N. Peyghambarian, Phys. Rev. B 50, 17,647 (1994).
[CrossRef]

Giessen, H.

K. Meissner, B. Fluegel, H. Giessen, G. Mohs, R. Binder, S. W. Koch, N. Peyghambarian, Phys. Rev. B 50, 17,647 (1994).
[CrossRef]

Göbel, E. O.

M. Koch, D. Weber, J. Feldmann, E. O. Göbel, T. Meier, A. Schulze, P. Thomas, S. Schmitt-Rink, Phys. Rev. B 47, 1532 (1993).
[CrossRef]

Guekos, G.

A. D'Ottavi, E. Iannone, A. Mecozzi, S. Scotti, P. Spano, R. Dall'Ara, G. Guekos, J. Eckner, Appl. Phys. Lett. 65, 2633 (1994).
[CrossRef]

Hall, K.

Heinz, T. F.

Hvam, J. M.

J. M. Hvam, in Nonlinear Optics in Solids, Vol. 9 of Springer Series on Wave Phenomena, O. Keller, ed. (Springer-Verlag, Berlin, 1990).
[CrossRef]

Iannone, E.

A. D'Ottavi, E. Iannone, A. Mecozzi, S. Scotti, P. Spano, R. Dall'Ara, G. Guekos, J. Eckner, Appl. Phys. Lett. 65, 2633 (1994).
[CrossRef]

Indik, R.

W. W. Chow, R. Indik, A. Knorr, S. W. Koch, J. V. Moloney, Phys. Rev. A 52, 2479 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Ippen, E. P.

K. Hall, G. Lenz, E. P. Ippen, G. Raybon, Opt. Lett. 17, 874 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

E. P. Ippen, C. V. Shank, in Ultrashort Light Pulses, S. L. Shapiro, ed. (Springer-Verlag, Berlin, 1977), pp. 83–122.

Knorr, A.

W. W. Chow, R. Indik, A. Knorr, S. W. Koch, J. V. Moloney, Phys. Rev. A 52, 2479 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Koch, M.

M. Koch, D. Weber, J. Feldmann, E. O. Göbel, T. Meier, A. Schulze, P. Thomas, S. Schmitt-Rink, Phys. Rev. B 47, 1532 (1993).
[CrossRef]

Koch, S. W.

W. W. Chow, R. Indik, A. Knorr, S. W. Koch, J. V. Moloney, Phys. Rev. A 52, 2479 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

K. Meissner, B. Fluegel, H. Giessen, G. Mohs, R. Binder, S. W. Koch, N. Peyghambarian, Phys. Rev. B 50, 17,647 (1994).
[CrossRef]

Lenz, G.

Mecozzi, A.

A. D'Ottavi, E. Iannone, A. Mecozzi, S. Scotti, P. Spano, R. Dall'Ara, G. Guekos, J. Eckner, Appl. Phys. Lett. 65, 2633 (1994).
[CrossRef]

A. Mecozzi, J. Mørk, “Theory of heterodyne pump – probe experiments with femtosecond pulses,” J. Opt. Soc. Am. B (to be published).

Meier, T.

M. Koch, D. Weber, J. Feldmann, E. O. Göbel, T. Meier, A. Schulze, P. Thomas, S. Schmitt-Rink, Phys. Rev. B 47, 1532 (1993).
[CrossRef]

Meissner, K.

K. Meissner, B. Fluegel, H. Giessen, G. Mohs, R. Binder, S. W. Koch, N. Peyghambarian, Phys. Rev. B 50, 17,647 (1994).
[CrossRef]

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]

Mohs, G.

K. Meissner, B. Fluegel, H. Giessen, G. Mohs, R. Binder, S. W. Koch, N. Peyghambarian, Phys. Rev. B 50, 17,647 (1994).
[CrossRef]

Moloney, J. V.

W. W. Chow, R. Indik, A. Knorr, S. W. Koch, J. V. Moloney, Phys. Rev. A 52, 2479 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Mørk, J.

A. Mecozzi, J. Mørk, “Theory of heterodyne pump – probe experiments with femtosecond pulses,” J. Opt. Soc. Am. B (to be published).

Palfrey, S. L.

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]

Peyghambarian, N.

K. Meissner, B. Fluegel, H. Giessen, G. Mohs, R. Binder, S. W. Koch, N. Peyghambarian, Phys. Rev. B 50, 17,647 (1994).
[CrossRef]

Raybon, G.

Schmitt-Rink, S.

M. Koch, D. Weber, J. Feldmann, E. O. Göbel, T. Meier, A. Schulze, P. Thomas, S. Schmitt-Rink, Phys. Rev. B 47, 1532 (1993).
[CrossRef]

Schulze, A.

M. Koch, D. Weber, J. Feldmann, E. O. Göbel, T. Meier, A. Schulze, P. Thomas, S. Schmitt-Rink, Phys. Rev. B 47, 1532 (1993).
[CrossRef]

Scotti, S.

A. D'Ottavi, E. Iannone, A. Mecozzi, S. Scotti, P. Spano, R. Dall'Ara, G. Guekos, J. Eckner, Appl. Phys. Lett. 65, 2633 (1994).
[CrossRef]

Shank, C. V.

E. P. Ippen, C. V. Shank, in Ultrashort Light Pulses, S. L. Shapiro, ed. (Springer-Verlag, Berlin, 1977), pp. 83–122.

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]

Spano, P.

A. D'Ottavi, E. Iannone, A. Mecozzi, S. Scotti, P. Spano, R. Dall'Ara, G. Guekos, J. Eckner, Appl. Phys. Lett. 65, 2633 (1994).
[CrossRef]

Taira, Y.

T. Yajima, Y. Taira, J. Phys. Soc. Jpn. 47, 1620 (1979).
[CrossRef]

Tauc, J.

Z. Vardeny, J. Tauc, Opt. Commun. 39, 396 (1981).
[CrossRef]

Thomas, P.

M. Koch, D. Weber, J. Feldmann, E. O. Göbel, T. Meier, A. Schulze, P. Thomas, S. Schmitt-Rink, Phys. Rev. B 47, 1532 (1993).
[CrossRef]

Vardeny, Z.

Z. Vardeny, J. Tauc, Opt. Commun. 39, 396 (1981).
[CrossRef]

Weber, D.

M. Koch, D. Weber, J. Feldmann, E. O. Göbel, T. Meier, A. Schulze, P. Thomas, S. Schmitt-Rink, Phys. Rev. B 47, 1532 (1993).
[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]

Yajima, T.

T. Yajima, Y. Taira, J. Phys. Soc. Jpn. 47, 1620 (1979).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

A. D'Ottavi, E. Iannone, A. Mecozzi, S. Scotti, P. Spano, R. Dall'Ara, G. Guekos, J. Eckner, Appl. Phys. Lett. 65, 2633 (1994).
[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. Phys. Soc. Jpn. (1)

T. Yajima, Y. Taira, J. Phys. Soc. Jpn. 47, 1620 (1979).
[CrossRef]

Opt. Commun. (1)

Z. Vardeny, J. Tauc, Opt. Commun. 39, 396 (1981).
[CrossRef]

Opt. Lett. (2)

Phys. Rev. A (1)

W. W. Chow, R. Indik, A. Knorr, S. W. Koch, J. V. Moloney, Phys. Rev. A 52, 2479 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Phys. Rev. B (2)

M. Koch, D. Weber, J. Feldmann, E. O. Göbel, T. Meier, A. Schulze, P. Thomas, S. Schmitt-Rink, Phys. Rev. B 47, 1532 (1993).
[CrossRef]

K. Meissner, B. Fluegel, H. Giessen, G. Mohs, R. Binder, S. W. Koch, N. Peyghambarian, Phys. Rev. B 50, 17,647 (1994).
[CrossRef]

Other (3)

J. M. Hvam, in Nonlinear Optics in Solids, Vol. 9 of Springer Series on Wave Phenomena, O. Keller, ed. (Springer-Verlag, Berlin, 1990).
[CrossRef]

A. Mecozzi, J. Mørk, “Theory of heterodyne pump – probe experiments with femtosecond pulses,” J. Opt. Soc. Am. B (to be published).

E. P. Ippen, C. V. Shank, in Ultrashort Light Pulses, S. L. Shapiro, ed. (Springer-Verlag, Berlin, 1977), pp. 83–122.

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 (1)

Fig. 1
Fig. 1

Phase-matching diagram for the noncollinear (thin-film) case for |ki| = ki.

Equations (10)

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

E i / z = i k z E i + i Γ 3 d t d t d t χ i j k l ( 3 ) × E j ( z , t ) E k ( z , t ) E l ( z , t ) ,
E = A 0 ( t ) exp ( i k 0 r ) + A 1 ( t ) exp ( i k 1 r ) .
E 2 / z = i k 2 E 2 + i R ( t ) exp [ i ( 2 Δ k + k 2 ) z ] ,
R ( t ) = Γ 3 d t d t d t χ x x x x ( 3 ) A 0 ( t ) A 1 ( t ) A 0 ( t ) ,
E 2 ( L , t ) = i exp [ i ( k 2 + Δ k ) L ] L eff R ( t ) ,
L eff = L sin ( Δ k L ) / ( Δ k L ) .
I nc = d x d y | ψ ( x , y ) | 2 d t | E 2 ( L , t ) | 2 = M 1 L eff 2 d t | R ( t ) | 2 .
E = [ A 0 ( t ) + A 1 ( t ) exp ( Ω 1 T ) ] exp ( i k z z ) .
I ht = d x d y | ψ ( x , y ) | 2 | d t E r ( t ) E 2 ( L , t ) | = L M 1 | d t E r ( t ) R ( t ) | .
I 2 d x d y | ψ ( x , y ) | 4 d t | E r ( t ) | 2 | E 2 ( L , t ) | 2 = Λ 2 M 2 d t | E r ( t ) | 2 | R ( t ) | 2 .

Metrics