Abstract

Ultrafast optical bistability was observed in a planar optical waveguide made with a 2,9,16,23-tetra-octadecanoylamido-substituted vanadyl phthalocyanine-doped polystyrene film. Input–output curves with hysteresis characteristics were measured with laser pulses of 60-ps pulse width at 532 nm. The switchup and switchdown times were less than 10 and 20 ps, respectively. The origin of the nonlinearity giving rise to optical bistability was predominantly electronic effects.

© 1996 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. G. M. Carter, M. Thakur, Y. J. Chen, J. V. Hryniewicz, Appl. Phys. Lett. 47, 457 (1985).
    [CrossRef]
  2. K. Rochford, R. Zanoni, G. I. Stegeman, W. Krug, E. Miao, M. W. Beranek, Appl. Phys. Lett. 58, 13 (1991).
    [CrossRef]
  3. J. W. Wu, J. R. Heflin, R. A. Norwood, K. Y. Wong, O. Zamani-Khamiri, A. F. Garito, P. Kalyanaraman, J. Sounik, J. Opt. Soc. Am. B 6, 707 (1989).
    [CrossRef]
  4. T. Wada, M. Hosoda, A. F. Garito, H. Sasabe, A. Terasaki, T. Kobayashi, H. Tada, A. Koma, Proc. SPIE 1560, 162 (1991).
    [CrossRef]
  5. N. Q. Wang, Y. M. Cai, J. R. Heflin, J. W. Wu, D. C. Rodenferger, A. F. Garito, Polymer 32, 1752 (1991).
    [CrossRef]
  6. J. S. Shirk, J. R. Lindle, F. J. Bartoli, C. A. Hoffman, Z. H. Kafafi, A. W. Snow, Appl. Phys. Lett. 55, 1287 (1989).
    [CrossRef]
  7. Z. Z. Ho, C. Y. Ju, W. M. Hetherington, J. Appl. Phys. 62, 716 (1987).
    [CrossRef]
  8. B. P. Singh, P. N. Prasad, J. Opt. Soc. Am. B 5, 453 (1988).
    [CrossRef]
  9. K. Sasaki, K. Fujii, T. Tomioka, T. Kinoshita, J. Opt. Soc. Am. B 5, 457 (1988).
    [CrossRef]
  10. H. Wang, P. Ye, L. Qiu, X. Fu, Y. Shen, Appl. Opt. 34, 6892 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. P. Yuan, Z. Xia, Y. H. Zou, L. Qiu, J. Shen, Y. Shen, H. Xu, J. Appl. Phys. 75, 4648 (1994).
    [CrossRef]

1995 (1)

1994 (1)

P. Yuan, Z. Xia, Y. H. Zou, L. Qiu, J. Shen, Y. Shen, H. Xu, J. Appl. Phys. 75, 4648 (1994).
[CrossRef]

1991 (3)

T. Wada, M. Hosoda, A. F. Garito, H. Sasabe, A. Terasaki, T. Kobayashi, H. Tada, A. Koma, Proc. SPIE 1560, 162 (1991).
[CrossRef]

N. Q. Wang, Y. M. Cai, J. R. Heflin, J. W. Wu, D. C. Rodenferger, A. F. Garito, Polymer 32, 1752 (1991).
[CrossRef]

K. Rochford, R. Zanoni, G. I. Stegeman, W. Krug, E. Miao, M. W. Beranek, Appl. Phys. Lett. 58, 13 (1991).
[CrossRef]

1989 (2)

J. W. Wu, J. R. Heflin, R. A. Norwood, K. Y. Wong, O. Zamani-Khamiri, A. F. Garito, P. Kalyanaraman, J. Sounik, J. Opt. Soc. Am. B 6, 707 (1989).
[CrossRef]

J. S. Shirk, J. R. Lindle, F. J. Bartoli, C. A. Hoffman, Z. H. Kafafi, A. W. Snow, Appl. Phys. Lett. 55, 1287 (1989).
[CrossRef]

1988 (2)

1987 (1)

Z. Z. Ho, C. Y. Ju, W. M. Hetherington, J. Appl. Phys. 62, 716 (1987).
[CrossRef]

1985 (1)

G. M. Carter, M. Thakur, Y. J. Chen, J. V. Hryniewicz, Appl. Phys. Lett. 47, 457 (1985).
[CrossRef]

Bartoli, F. J.

J. S. Shirk, J. R. Lindle, F. J. Bartoli, C. A. Hoffman, Z. H. Kafafi, A. W. Snow, Appl. Phys. Lett. 55, 1287 (1989).
[CrossRef]

Beranek, M. W.

K. Rochford, R. Zanoni, G. I. Stegeman, W. Krug, E. Miao, M. W. Beranek, Appl. Phys. Lett. 58, 13 (1991).
[CrossRef]

Cai, Y. M.

N. Q. Wang, Y. M. Cai, J. R. Heflin, J. W. Wu, D. C. Rodenferger, A. F. Garito, Polymer 32, 1752 (1991).
[CrossRef]

Carter, G. M.

G. M. Carter, M. Thakur, Y. J. Chen, J. V. Hryniewicz, Appl. Phys. Lett. 47, 457 (1985).
[CrossRef]

Chen, Y. J.

G. M. Carter, M. Thakur, Y. J. Chen, J. V. Hryniewicz, Appl. Phys. Lett. 47, 457 (1985).
[CrossRef]

Fu, X.

Fujii, K.

Garito, A. F.

N. Q. Wang, Y. M. Cai, J. R. Heflin, J. W. Wu, D. C. Rodenferger, A. F. Garito, Polymer 32, 1752 (1991).
[CrossRef]

T. Wada, M. Hosoda, A. F. Garito, H. Sasabe, A. Terasaki, T. Kobayashi, H. Tada, A. Koma, Proc. SPIE 1560, 162 (1991).
[CrossRef]

J. W. Wu, J. R. Heflin, R. A. Norwood, K. Y. Wong, O. Zamani-Khamiri, A. F. Garito, P. Kalyanaraman, J. Sounik, J. Opt. Soc. Am. B 6, 707 (1989).
[CrossRef]

Heflin, J. R.

Hetherington, W. M.

Z. Z. Ho, C. Y. Ju, W. M. Hetherington, J. Appl. Phys. 62, 716 (1987).
[CrossRef]

Ho, Z. Z.

Z. Z. Ho, C. Y. Ju, W. M. Hetherington, J. Appl. Phys. 62, 716 (1987).
[CrossRef]

Hoffman, C. A.

J. S. Shirk, J. R. Lindle, F. J. Bartoli, C. A. Hoffman, Z. H. Kafafi, A. W. Snow, Appl. Phys. Lett. 55, 1287 (1989).
[CrossRef]

Hosoda, M.

T. Wada, M. Hosoda, A. F. Garito, H. Sasabe, A. Terasaki, T. Kobayashi, H. Tada, A. Koma, Proc. SPIE 1560, 162 (1991).
[CrossRef]

Hryniewicz, J. V.

G. M. Carter, M. Thakur, Y. J. Chen, J. V. Hryniewicz, Appl. Phys. Lett. 47, 457 (1985).
[CrossRef]

Ju, C. Y.

Z. Z. Ho, C. Y. Ju, W. M. Hetherington, J. Appl. Phys. 62, 716 (1987).
[CrossRef]

Kafafi, Z. H.

J. S. Shirk, J. R. Lindle, F. J. Bartoli, C. A. Hoffman, Z. H. Kafafi, A. W. Snow, Appl. Phys. Lett. 55, 1287 (1989).
[CrossRef]

Kalyanaraman, P.

Kinoshita, T.

Kobayashi, T.

T. Wada, M. Hosoda, A. F. Garito, H. Sasabe, A. Terasaki, T. Kobayashi, H. Tada, A. Koma, Proc. SPIE 1560, 162 (1991).
[CrossRef]

Koma, A.

T. Wada, M. Hosoda, A. F. Garito, H. Sasabe, A. Terasaki, T. Kobayashi, H. Tada, A. Koma, Proc. SPIE 1560, 162 (1991).
[CrossRef]

Krug, W.

K. Rochford, R. Zanoni, G. I. Stegeman, W. Krug, E. Miao, M. W. Beranek, Appl. Phys. Lett. 58, 13 (1991).
[CrossRef]

Lindle, J. R.

J. S. Shirk, J. R. Lindle, F. J. Bartoli, C. A. Hoffman, Z. H. Kafafi, A. W. Snow, Appl. Phys. Lett. 55, 1287 (1989).
[CrossRef]

Miao, E.

K. Rochford, R. Zanoni, G. I. Stegeman, W. Krug, E. Miao, M. W. Beranek, Appl. Phys. Lett. 58, 13 (1991).
[CrossRef]

Norwood, R. A.

Prasad, P. N.

Qiu, L.

H. Wang, P. Ye, L. Qiu, X. Fu, Y. Shen, Appl. Opt. 34, 6892 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

P. Yuan, Z. Xia, Y. H. Zou, L. Qiu, J. Shen, Y. Shen, H. Xu, J. Appl. Phys. 75, 4648 (1994).
[CrossRef]

Rochford, K.

K. Rochford, R. Zanoni, G. I. Stegeman, W. Krug, E. Miao, M. W. Beranek, Appl. Phys. Lett. 58, 13 (1991).
[CrossRef]

Rodenferger, D. C.

N. Q. Wang, Y. M. Cai, J. R. Heflin, J. W. Wu, D. C. Rodenferger, A. F. Garito, Polymer 32, 1752 (1991).
[CrossRef]

Sasabe, H.

T. Wada, M. Hosoda, A. F. Garito, H. Sasabe, A. Terasaki, T. Kobayashi, H. Tada, A. Koma, Proc. SPIE 1560, 162 (1991).
[CrossRef]

Sasaki, K.

Shen, J.

P. Yuan, Z. Xia, Y. H. Zou, L. Qiu, J. Shen, Y. Shen, H. Xu, J. Appl. Phys. 75, 4648 (1994).
[CrossRef]

Shen, Y.

H. Wang, P. Ye, L. Qiu, X. Fu, Y. Shen, Appl. Opt. 34, 6892 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

P. Yuan, Z. Xia, Y. H. Zou, L. Qiu, J. Shen, Y. Shen, H. Xu, J. Appl. Phys. 75, 4648 (1994).
[CrossRef]

Shirk, J. S.

J. S. Shirk, J. R. Lindle, F. J. Bartoli, C. A. Hoffman, Z. H. Kafafi, A. W. Snow, Appl. Phys. Lett. 55, 1287 (1989).
[CrossRef]

Singh, B. P.

Snow, A. W.

J. S. Shirk, J. R. Lindle, F. J. Bartoli, C. A. Hoffman, Z. H. Kafafi, A. W. Snow, Appl. Phys. Lett. 55, 1287 (1989).
[CrossRef]

Sounik, J.

Stegeman, G. I.

K. Rochford, R. Zanoni, G. I. Stegeman, W. Krug, E. Miao, M. W. Beranek, Appl. Phys. Lett. 58, 13 (1991).
[CrossRef]

Tada, H.

T. Wada, M. Hosoda, A. F. Garito, H. Sasabe, A. Terasaki, T. Kobayashi, H. Tada, A. Koma, Proc. SPIE 1560, 162 (1991).
[CrossRef]

Terasaki, A.

T. Wada, M. Hosoda, A. F. Garito, H. Sasabe, A. Terasaki, T. Kobayashi, H. Tada, A. Koma, Proc. SPIE 1560, 162 (1991).
[CrossRef]

Thakur, M.

G. M. Carter, M. Thakur, Y. J. Chen, J. V. Hryniewicz, Appl. Phys. Lett. 47, 457 (1985).
[CrossRef]

Tomioka, T.

Wada, T.

T. Wada, M. Hosoda, A. F. Garito, H. Sasabe, A. Terasaki, T. Kobayashi, H. Tada, A. Koma, Proc. SPIE 1560, 162 (1991).
[CrossRef]

Wang, H.

Wang, N. Q.

N. Q. Wang, Y. M. Cai, J. R. Heflin, J. W. Wu, D. C. Rodenferger, A. F. Garito, Polymer 32, 1752 (1991).
[CrossRef]

Wong, K. Y.

Wu, J. W.

Xia, Z.

P. Yuan, Z. Xia, Y. H. Zou, L. Qiu, J. Shen, Y. Shen, H. Xu, J. Appl. Phys. 75, 4648 (1994).
[CrossRef]

Xu, H.

P. Yuan, Z. Xia, Y. H. Zou, L. Qiu, J. Shen, Y. Shen, H. Xu, J. Appl. Phys. 75, 4648 (1994).
[CrossRef]

Ye, P.

Yuan, P.

P. Yuan, Z. Xia, Y. H. Zou, L. Qiu, J. Shen, Y. Shen, H. Xu, J. Appl. Phys. 75, 4648 (1994).
[CrossRef]

Zamani-Khamiri, O.

Zanoni, R.

K. Rochford, R. Zanoni, G. I. Stegeman, W. Krug, E. Miao, M. W. Beranek, Appl. Phys. Lett. 58, 13 (1991).
[CrossRef]

Zou, Y. H.

P. Yuan, Z. Xia, Y. H. Zou, L. Qiu, J. Shen, Y. Shen, H. Xu, J. Appl. Phys. 75, 4648 (1994).
[CrossRef]

Appl. Opt. (1)

Appl. Phys. Lett. (3)

G. M. Carter, M. Thakur, Y. J. Chen, J. V. Hryniewicz, Appl. Phys. Lett. 47, 457 (1985).
[CrossRef]

K. Rochford, R. Zanoni, G. I. Stegeman, W. Krug, E. Miao, M. W. Beranek, Appl. Phys. Lett. 58, 13 (1991).
[CrossRef]

J. S. Shirk, J. R. Lindle, F. J. Bartoli, C. A. Hoffman, Z. H. Kafafi, A. W. Snow, Appl. Phys. Lett. 55, 1287 (1989).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (2)

Z. Z. Ho, C. Y. Ju, W. M. Hetherington, J. Appl. Phys. 62, 716 (1987).
[CrossRef]

P. Yuan, Z. Xia, Y. H. Zou, L. Qiu, J. Shen, Y. Shen, H. Xu, J. Appl. Phys. 75, 4648 (1994).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (3)

Polymer (1)

N. Q. Wang, Y. M. Cai, J. R. Heflin, J. W. Wu, D. C. Rodenferger, A. F. Garito, Polymer 32, 1752 (1991).
[CrossRef]

Proc. SPIE (1)

T. Wada, M. Hosoda, A. F. Garito, H. Sasabe, A. Terasaki, T. Kobayashi, H. Tada, A. Koma, Proc. SPIE 1560, 162 (1991).
[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 (4)

Fig. 1
Fig. 1

Absorption spectrum of ODVPC.

Fig. 2
Fig. 2

Experimental setup for the measurement of optical bistability in waveguides. M’s, mirrors; R, rotation stage.

Fig. 3
Fig. 3

Observed input (dashed curve) and output (solid curve) pulse shapes at a positive detuning angle δα = 96′.

Fig. 4
Fig. 4

Observed input–output characteristics for different detuning angles: (a) δα = 96′, (b) δα = 156′, (c) δα = −135′. ▽ and ○ indicate data measured for the upper and lower sides of the input pulses, respectively.

Equations (5)

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

A ( x ) x = γ 0 E exp { i [ k β x ψ ( x ) ] } γ R A ( x ) γ l A ( x ) ,
ψ ( x ) x = k [ n | A ( x ) | 2 + β 0 ] ,
I H = 2 Δ β n [ ( Δ β ) 2 + 9 γ 2 ] + 2 { n 2 [ ( Δ β ) 2 3 γ 2 ] 3 } 1 / 2 27 k n 2 γ 0 2 ,
I L = 2 Δ β n [ ( Δ β ) 2 + 9 γ 2 ] 2 { n 2 [ ( Δ β ) 2 3 γ 2 ] 3 } 1 / 2 27 k n 2 γ 0 2 ,
Δ β = ( β 0 cos φ sin α 0 ) cos α 0 β 0 cos φ sin α 0 δ α ,

Metrics