Abstract

Oscillatory mode coupling between two coherent laser beams is produced when an interference pattern moves against a quasi-static electrically strobed grating in a photorefractive AlGaAs/GaAs multiple-quantum-well diode operated in the quantum-confined Stark geometry. The oscillation frequency is equal to the frequency difference between the two laser beams and provides a method to measure high-frequency Doppler shifts or large surface displacements for laser-based ultrasound. Combined photorefractive gains (normally forbidden by symmetry in the Stark geometry) and absorptive gains approach 1200 cm-1 during two-wave mixing using moving gratings.

© 1998 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. I. Lahiri, R. M. Brubaker, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 69, 3414 (1996).
    [CrossRef]
  2. A. Partovi, A. M. Glass, D. H. Olson, G. J. Zydzik, K. T. Short, R. D. Feldman, and R. F. Austin, Appl. Phys. Lett. 59, 1832 (1991).
    [CrossRef]
  3. C. S. Kyono, K. Ikossi-Anastasiou, W. S. Rabinovich, S. R. Bowman, and D. S. Katzer, Appl. Phys. Lett. 64, 2244 (1994).
    [CrossRef]
  4. D. D. Nolte and M. R. Melloch, in Photorefractive Effects and Materials, D. D. Nolte, ed. (Kluwer, Dordrecht, The Netherlands, 1995), pp. 373–451.
    [CrossRef]
  5. I. Lahiri, K. M. Kwolek, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 67, 1408 (1995).
    [CrossRef]
  6. I. Lahiri, M. Aguilar, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 68, 517 (1996).
    [CrossRef]
  7. J. P. Huignard and A. Marrakchi, Opt. Commun. 38, 249 (1981).
    [CrossRef]
  8. S. I. Stepanov, V. V. Kulikov, and M. P. Petrov, Opt. Commun. 44, 19 (1982).
    [CrossRef]
  9. G. C. Valley, J. Opt. Soc. Am. B 1, 868 (1984).
    [CrossRef]
  10. S. I. Stepanov and M. P. Petrov, Opt. Commun. 53, 292 (1985).
    [CrossRef]
  11. D. D. Nolte, I. Lahiri, and M. Aguilar, Opt. Commun. 131, 119 (1996).
    [CrossRef]
  12. I. Lahiri, D. D. Nolte, E. S. Harmon, M. R. Melloch, and J. M. Woodall, Appl. Phys. Lett. 66, 2519 (1995).
    [CrossRef]
  13. Q. N. Wang, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 59, 256 (1991).
    [CrossRef]
  14. Q. N. Wang, R. M. Brubaker, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, J. Opt. Soc. Am. B 9, 1626 (1992).
    [CrossRef]
  15. A. Yariv, Quantum Electronics, 3rd ed. (Wiley, New York, 1989).
  16. D. D. Nolte, in Photorefractive Effects and Materials, D. D. Nolte, ed. (Kluwer, Dordrecht, The Netherlands, 1995), pp. 1–66.
    [CrossRef]
  17. C. C. Wang, F. Davidson, and S. Trivedi, Appl. Opt. 34, 6496 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  18. S. I. Stepanov, I. A. Sokolov, G. S. Trofimov, V. I. Vlad, D. Popa, and I. Apostal, Opt. Lett. 15, 1239 (1990).
    [CrossRef] [PubMed]

1996

I. Lahiri, R. M. Brubaker, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 69, 3414 (1996).
[CrossRef]

I. Lahiri, M. Aguilar, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 68, 517 (1996).
[CrossRef]

D. D. Nolte, I. Lahiri, and M. Aguilar, Opt. Commun. 131, 119 (1996).
[CrossRef]

1995

I. Lahiri, D. D. Nolte, E. S. Harmon, M. R. Melloch, and J. M. Woodall, Appl. Phys. Lett. 66, 2519 (1995).
[CrossRef]

C. C. Wang, F. Davidson, and S. Trivedi, Appl. Opt. 34, 6496 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

I. Lahiri, K. M. Kwolek, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 67, 1408 (1995).
[CrossRef]

1994

C. S. Kyono, K. Ikossi-Anastasiou, W. S. Rabinovich, S. R. Bowman, and D. S. Katzer, Appl. Phys. Lett. 64, 2244 (1994).
[CrossRef]

1992

1991

Q. N. Wang, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 59, 256 (1991).
[CrossRef]

A. Partovi, A. M. Glass, D. H. Olson, G. J. Zydzik, K. T. Short, R. D. Feldman, and R. F. Austin, Appl. Phys. Lett. 59, 1832 (1991).
[CrossRef]

1990

1985

S. I. Stepanov and M. P. Petrov, Opt. Commun. 53, 292 (1985).
[CrossRef]

1984

1982

S. I. Stepanov, V. V. Kulikov, and M. P. Petrov, Opt. Commun. 44, 19 (1982).
[CrossRef]

1981

J. P. Huignard and A. Marrakchi, Opt. Commun. 38, 249 (1981).
[CrossRef]

Aguilar, M.

I. Lahiri, M. Aguilar, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 68, 517 (1996).
[CrossRef]

D. D. Nolte, I. Lahiri, and M. Aguilar, Opt. Commun. 131, 119 (1996).
[CrossRef]

Apostal, I.

Austin, R. F.

A. Partovi, A. M. Glass, D. H. Olson, G. J. Zydzik, K. T. Short, R. D. Feldman, and R. F. Austin, Appl. Phys. Lett. 59, 1832 (1991).
[CrossRef]

Bowman, S. R.

C. S. Kyono, K. Ikossi-Anastasiou, W. S. Rabinovich, S. R. Bowman, and D. S. Katzer, Appl. Phys. Lett. 64, 2244 (1994).
[CrossRef]

Brubaker, R. M.

I. Lahiri, R. M. Brubaker, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 69, 3414 (1996).
[CrossRef]

Q. N. Wang, R. M. Brubaker, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, J. Opt. Soc. Am. B 9, 1626 (1992).
[CrossRef]

Davidson, F.

Feldman, R. D.

A. Partovi, A. M. Glass, D. H. Olson, G. J. Zydzik, K. T. Short, R. D. Feldman, and R. F. Austin, Appl. Phys. Lett. 59, 1832 (1991).
[CrossRef]

Glass, A. M.

A. Partovi, A. M. Glass, D. H. Olson, G. J. Zydzik, K. T. Short, R. D. Feldman, and R. F. Austin, Appl. Phys. Lett. 59, 1832 (1991).
[CrossRef]

Harmon, E. S.

I. Lahiri, D. D. Nolte, E. S. Harmon, M. R. Melloch, and J. M. Woodall, Appl. Phys. Lett. 66, 2519 (1995).
[CrossRef]

Huignard, J. P.

J. P. Huignard and A. Marrakchi, Opt. Commun. 38, 249 (1981).
[CrossRef]

Ikossi-Anastasiou, K.

C. S. Kyono, K. Ikossi-Anastasiou, W. S. Rabinovich, S. R. Bowman, and D. S. Katzer, Appl. Phys. Lett. 64, 2244 (1994).
[CrossRef]

Katzer, D. S.

C. S. Kyono, K. Ikossi-Anastasiou, W. S. Rabinovich, S. R. Bowman, and D. S. Katzer, Appl. Phys. Lett. 64, 2244 (1994).
[CrossRef]

Kulikov, V. V.

S. I. Stepanov, V. V. Kulikov, and M. P. Petrov, Opt. Commun. 44, 19 (1982).
[CrossRef]

Kwolek, K. M.

I. Lahiri, K. M. Kwolek, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 67, 1408 (1995).
[CrossRef]

Kyono, C. S.

C. S. Kyono, K. Ikossi-Anastasiou, W. S. Rabinovich, S. R. Bowman, and D. S. Katzer, Appl. Phys. Lett. 64, 2244 (1994).
[CrossRef]

Lahiri, I.

I. Lahiri, R. M. Brubaker, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 69, 3414 (1996).
[CrossRef]

I. Lahiri, M. Aguilar, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 68, 517 (1996).
[CrossRef]

D. D. Nolte, I. Lahiri, and M. Aguilar, Opt. Commun. 131, 119 (1996).
[CrossRef]

I. Lahiri, K. M. Kwolek, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 67, 1408 (1995).
[CrossRef]

I. Lahiri, D. D. Nolte, E. S. Harmon, M. R. Melloch, and J. M. Woodall, Appl. Phys. Lett. 66, 2519 (1995).
[CrossRef]

Marrakchi, A.

J. P. Huignard and A. Marrakchi, Opt. Commun. 38, 249 (1981).
[CrossRef]

Melloch, M. R.

I. Lahiri, M. Aguilar, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 68, 517 (1996).
[CrossRef]

I. Lahiri, R. M. Brubaker, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 69, 3414 (1996).
[CrossRef]

I. Lahiri, K. M. Kwolek, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 67, 1408 (1995).
[CrossRef]

I. Lahiri, D. D. Nolte, E. S. Harmon, M. R. Melloch, and J. M. Woodall, Appl. Phys. Lett. 66, 2519 (1995).
[CrossRef]

Q. N. Wang, R. M. Brubaker, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, J. Opt. Soc. Am. B 9, 1626 (1992).
[CrossRef]

Q. N. Wang, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 59, 256 (1991).
[CrossRef]

D. D. Nolte and M. R. Melloch, in Photorefractive Effects and Materials, D. D. Nolte, ed. (Kluwer, Dordrecht, The Netherlands, 1995), pp. 373–451.
[CrossRef]

Nolte, D. D.

I. Lahiri, R. M. Brubaker, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 69, 3414 (1996).
[CrossRef]

I. Lahiri, M. Aguilar, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 68, 517 (1996).
[CrossRef]

D. D. Nolte, I. Lahiri, and M. Aguilar, Opt. Commun. 131, 119 (1996).
[CrossRef]

I. Lahiri, K. M. Kwolek, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 67, 1408 (1995).
[CrossRef]

I. Lahiri, D. D. Nolte, E. S. Harmon, M. R. Melloch, and J. M. Woodall, Appl. Phys. Lett. 66, 2519 (1995).
[CrossRef]

Q. N. Wang, R. M. Brubaker, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, J. Opt. Soc. Am. B 9, 1626 (1992).
[CrossRef]

Q. N. Wang, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 59, 256 (1991).
[CrossRef]

D. D. Nolte, in Photorefractive Effects and Materials, D. D. Nolte, ed. (Kluwer, Dordrecht, The Netherlands, 1995), pp. 1–66.
[CrossRef]

D. D. Nolte and M. R. Melloch, in Photorefractive Effects and Materials, D. D. Nolte, ed. (Kluwer, Dordrecht, The Netherlands, 1995), pp. 373–451.
[CrossRef]

Olson, D. H.

A. Partovi, A. M. Glass, D. H. Olson, G. J. Zydzik, K. T. Short, R. D. Feldman, and R. F. Austin, Appl. Phys. Lett. 59, 1832 (1991).
[CrossRef]

Partovi, A.

A. Partovi, A. M. Glass, D. H. Olson, G. J. Zydzik, K. T. Short, R. D. Feldman, and R. F. Austin, Appl. Phys. Lett. 59, 1832 (1991).
[CrossRef]

Petrov, M. P.

S. I. Stepanov and M. P. Petrov, Opt. Commun. 53, 292 (1985).
[CrossRef]

S. I. Stepanov, V. V. Kulikov, and M. P. Petrov, Opt. Commun. 44, 19 (1982).
[CrossRef]

Popa, D.

Rabinovich, W. S.

C. S. Kyono, K. Ikossi-Anastasiou, W. S. Rabinovich, S. R. Bowman, and D. S. Katzer, Appl. Phys. Lett. 64, 2244 (1994).
[CrossRef]

Short, K. T.

A. Partovi, A. M. Glass, D. H. Olson, G. J. Zydzik, K. T. Short, R. D. Feldman, and R. F. Austin, Appl. Phys. Lett. 59, 1832 (1991).
[CrossRef]

Sokolov, I. A.

Stepanov, S. I.

S. I. Stepanov, I. A. Sokolov, G. S. Trofimov, V. I. Vlad, D. Popa, and I. Apostal, Opt. Lett. 15, 1239 (1990).
[CrossRef] [PubMed]

S. I. Stepanov and M. P. Petrov, Opt. Commun. 53, 292 (1985).
[CrossRef]

S. I. Stepanov, V. V. Kulikov, and M. P. Petrov, Opt. Commun. 44, 19 (1982).
[CrossRef]

Trivedi, S.

Trofimov, G. S.

Valley, G. C.

Vlad, V. I.

Wang, C. C.

Wang, Q. N.

Q. N. Wang, R. M. Brubaker, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, J. Opt. Soc. Am. B 9, 1626 (1992).
[CrossRef]

Q. N. Wang, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 59, 256 (1991).
[CrossRef]

Woodall, J. M.

I. Lahiri, D. D. Nolte, E. S. Harmon, M. R. Melloch, and J. M. Woodall, Appl. Phys. Lett. 66, 2519 (1995).
[CrossRef]

Yariv, A.

A. Yariv, Quantum Electronics, 3rd ed. (Wiley, New York, 1989).

Zydzik, G. J.

A. Partovi, A. M. Glass, D. H. Olson, G. J. Zydzik, K. T. Short, R. D. Feldman, and R. F. Austin, Appl. Phys. Lett. 59, 1832 (1991).
[CrossRef]

Appl. Opt.

Appl. Phys. Lett.

I. Lahiri, D. D. Nolte, E. S. Harmon, M. R. Melloch, and J. M. Woodall, Appl. Phys. Lett. 66, 2519 (1995).
[CrossRef]

Q. N. Wang, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 59, 256 (1991).
[CrossRef]

I. Lahiri, R. M. Brubaker, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 69, 3414 (1996).
[CrossRef]

A. Partovi, A. M. Glass, D. H. Olson, G. J. Zydzik, K. T. Short, R. D. Feldman, and R. F. Austin, Appl. Phys. Lett. 59, 1832 (1991).
[CrossRef]

C. S. Kyono, K. Ikossi-Anastasiou, W. S. Rabinovich, S. R. Bowman, and D. S. Katzer, Appl. Phys. Lett. 64, 2244 (1994).
[CrossRef]

I. Lahiri, K. M. Kwolek, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 67, 1408 (1995).
[CrossRef]

I. Lahiri, M. Aguilar, D. D. Nolte, and M. R. Melloch, Appl. Phys. Lett. 68, 517 (1996).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B

Opt. Commun.

S. I. Stepanov and M. P. Petrov, Opt. Commun. 53, 292 (1985).
[CrossRef]

D. D. Nolte, I. Lahiri, and M. Aguilar, Opt. Commun. 131, 119 (1996).
[CrossRef]

J. P. Huignard and A. Marrakchi, Opt. Commun. 38, 249 (1981).
[CrossRef]

S. I. Stepanov, V. V. Kulikov, and M. P. Petrov, Opt. Commun. 44, 19 (1982).
[CrossRef]

Opt. Lett.

Other

A. Yariv, Quantum Electronics, 3rd ed. (Wiley, New York, 1989).

D. D. Nolte, in Photorefractive Effects and Materials, D. D. Nolte, ed. (Kluwer, Dordrecht, The Netherlands, 1995), pp. 1–66.
[CrossRef]

D. D. Nolte and M. R. Melloch, in Photorefractive Effects and Materials, D. D. Nolte, ed. (Kluwer, Dordrecht, The Netherlands, 1995), pp. 373–451.
[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

Oscillation in the transmitted intensity (mode coupling) due to moving gratings for the two laser beams at a detuning Ω=19.6 kHz. Oscillations continue to persist after the electric field has been turned off.

Fig. 2
Fig. 2

The frequency of oscillatory gain is found to be equal to the difference frequency Ω between the two laser beams during two-wave mixing. The line is y=x. Inset, the device structure.

Fig. 3
Fig. 3

Magnitude of the complex gain as a function of the electric field for several detunings Ω. Gains approaching 1200 cm-1 have been achieved.

Equations (5)

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

ddxI1=-ΓntI1I2I1+I2-ΓαtI1I2I1+I2-αtI1,
ddxI2=ΓntI1I2I1+I2-ΓαtI1I2I1+I2-αtI2,
Γnt=4πnmtλ cos θsinϕ0+2πΩt,
Γαt=αmtcos θcosϕ0+2πΩt.
Γ˜t=Γnt+iΓαt.

Metrics