Abstract

We show analytically the existence of nondegenerate symbiotic solitary waves in quadratic media with absorption losses. We study these new solitary waves in the particular case of a backward quasi-phase-matching configuration. Our numerical simulations reveal that, when it is used inside a singly resonant optical parametric oscillator, this configuration leads to the spontaneous formation of new solitary waves.

© 1998 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. Yu. N. Karamzin and A. P. Zukhorukov, JETP Lett. 20, 339 (1974); Sov. Phys. JETP 41, 414 (1976).
  2. W. E. Torruellas, Z. Wang, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, G. Stegeman, L. Torner, and C. R. Menyuk, Phys. Rev. Lett. 74, 5036 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. J. A. Armstrong, S. S. Jha, and N. S. Shiren, IEEE J. Quantum Electron. QE-6, 123 (1970).
    [CrossRef]
  4. D. J. Kaup, A. Reiman, and A. Bers, Rev. Mod. Phys. 51, 275 (1979).
    [CrossRef]
  5. K. Nozaki and T. Taniuti, J. Phys. Soc. Jpn. 34, 796 (1973).
    [CrossRef]
  6. S. Trillo, Opt. Lett. 21, 1111 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. S. L. McCall and E. L. Hahn, Phys. Rev. Lett. 18, 908 (1967).
    [CrossRef]
  8. K. Drühl, R. G. Wenzel, and J. L. Carlsten, Phys. Rev. Lett. 51, 1171 (1983).
    [CrossRef]
  9. E. Picholle, C. Montes, C. Leycuras, O. Legrand, and J. Botineau, Phys. Rev. Lett. 66, 1454 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. J. U. Kang, Y. J. Ding, W. K. Burns, and J. S. Melinger, Opt. Lett. 22, 862 (1997).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. A. D. D. Craik, M. Nagata, and I. M. Moroz, Wave Motion 15, 173 (1992).
    [CrossRef]
  12. S. F. Morozov, L. V. Piskunova, M. M. Sushchik, and G. I. Freidman, Sov. J. Quantum Electron. 8, 576 (1978).
    [CrossRef]
  13. C. Montes, A. Mamhoud, and E. Picholle, Phys. Rev. A 49, 1344 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. S. T. Tang, R. C. Eckaerdt, and R. L. Byer, J. Opt. Soc. Am. B 10, 1684 (1993).
    [CrossRef]
  15. G. D’Alessandro, P. St. J. Russel, and A. A. Wheeler, Phys. Rev. A 55, 3211 (1997).
    [CrossRef]
  16. S. Trillo and M. Haelterman, Opt. Lett. 21, 1114 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]

1997 (2)

G. D’Alessandro, P. St. J. Russel, and A. A. Wheeler, Phys. Rev. A 55, 3211 (1997).
[CrossRef]

J. U. Kang, Y. J. Ding, W. K. Burns, and J. S. Melinger, Opt. Lett. 22, 862 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

1996 (2)

1995 (1)

W. E. Torruellas, Z. Wang, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, G. Stegeman, L. Torner, and C. R. Menyuk, Phys. Rev. Lett. 74, 5036 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

1994 (1)

C. Montes, A. Mamhoud, and E. Picholle, Phys. Rev. A 49, 1344 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

1993 (1)

1992 (1)

A. D. D. Craik, M. Nagata, and I. M. Moroz, Wave Motion 15, 173 (1992).
[CrossRef]

1991 (1)

E. Picholle, C. Montes, C. Leycuras, O. Legrand, and J. Botineau, Phys. Rev. Lett. 66, 1454 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

1983 (1)

K. Drühl, R. G. Wenzel, and J. L. Carlsten, Phys. Rev. Lett. 51, 1171 (1983).
[CrossRef]

1979 (1)

D. J. Kaup, A. Reiman, and A. Bers, Rev. Mod. Phys. 51, 275 (1979).
[CrossRef]

1978 (1)

S. F. Morozov, L. V. Piskunova, M. M. Sushchik, and G. I. Freidman, Sov. J. Quantum Electron. 8, 576 (1978).
[CrossRef]

1974 (1)

Yu. N. Karamzin and A. P. Zukhorukov, JETP Lett. 20, 339 (1974); Sov. Phys. JETP 41, 414 (1976).

1973 (1)

K. Nozaki and T. Taniuti, J. Phys. Soc. Jpn. 34, 796 (1973).
[CrossRef]

1970 (1)

J. A. Armstrong, S. S. Jha, and N. S. Shiren, IEEE J. Quantum Electron. QE-6, 123 (1970).
[CrossRef]

1967 (1)

S. L. McCall and E. L. Hahn, Phys. Rev. Lett. 18, 908 (1967).
[CrossRef]

Armstrong, J. A.

J. A. Armstrong, S. S. Jha, and N. S. Shiren, IEEE J. Quantum Electron. QE-6, 123 (1970).
[CrossRef]

Bers, A.

D. J. Kaup, A. Reiman, and A. Bers, Rev. Mod. Phys. 51, 275 (1979).
[CrossRef]

Botineau, J.

E. Picholle, C. Montes, C. Leycuras, O. Legrand, and J. Botineau, Phys. Rev. Lett. 66, 1454 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Burns, W. K.

Byer, R. L.

Carlsten, J. L.

K. Drühl, R. G. Wenzel, and J. L. Carlsten, Phys. Rev. Lett. 51, 1171 (1983).
[CrossRef]

Craik, A. D. D.

A. D. D. Craik, M. Nagata, and I. M. Moroz, Wave Motion 15, 173 (1992).
[CrossRef]

D’Alessandro, G.

G. D’Alessandro, P. St. J. Russel, and A. A. Wheeler, Phys. Rev. A 55, 3211 (1997).
[CrossRef]

Ding, Y. J.

Drühl, K.

K. Drühl, R. G. Wenzel, and J. L. Carlsten, Phys. Rev. Lett. 51, 1171 (1983).
[CrossRef]

Eckaerdt, R. C.

Freidman, G. I.

S. F. Morozov, L. V. Piskunova, M. M. Sushchik, and G. I. Freidman, Sov. J. Quantum Electron. 8, 576 (1978).
[CrossRef]

Haelterman, M.

Hagan, D. J.

W. E. Torruellas, Z. Wang, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, G. Stegeman, L. Torner, and C. R. Menyuk, Phys. Rev. Lett. 74, 5036 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Hahn, E. L.

S. L. McCall and E. L. Hahn, Phys. Rev. Lett. 18, 908 (1967).
[CrossRef]

Jha, S. S.

J. A. Armstrong, S. S. Jha, and N. S. Shiren, IEEE J. Quantum Electron. QE-6, 123 (1970).
[CrossRef]

Kang, J. U.

Karamzin, Yu. N.

Yu. N. Karamzin and A. P. Zukhorukov, JETP Lett. 20, 339 (1974); Sov. Phys. JETP 41, 414 (1976).

Kaup, D. J.

D. J. Kaup, A. Reiman, and A. Bers, Rev. Mod. Phys. 51, 275 (1979).
[CrossRef]

Legrand, O.

E. Picholle, C. Montes, C. Leycuras, O. Legrand, and J. Botineau, Phys. Rev. Lett. 66, 1454 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Leycuras, C.

E. Picholle, C. Montes, C. Leycuras, O. Legrand, and J. Botineau, Phys. Rev. Lett. 66, 1454 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Mamhoud, A.

C. Montes, A. Mamhoud, and E. Picholle, Phys. Rev. A 49, 1344 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

McCall, S. L.

S. L. McCall and E. L. Hahn, Phys. Rev. Lett. 18, 908 (1967).
[CrossRef]

Melinger, J. S.

Menyuk, C. R.

W. E. Torruellas, Z. Wang, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, G. Stegeman, L. Torner, and C. R. Menyuk, Phys. Rev. Lett. 74, 5036 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Montes, C.

C. Montes, A. Mamhoud, and E. Picholle, Phys. Rev. A 49, 1344 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

E. Picholle, C. Montes, C. Leycuras, O. Legrand, and J. Botineau, Phys. Rev. Lett. 66, 1454 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Moroz, I. M.

A. D. D. Craik, M. Nagata, and I. M. Moroz, Wave Motion 15, 173 (1992).
[CrossRef]

Morozov, S. F.

S. F. Morozov, L. V. Piskunova, M. M. Sushchik, and G. I. Freidman, Sov. J. Quantum Electron. 8, 576 (1978).
[CrossRef]

Nagata, M.

A. D. D. Craik, M. Nagata, and I. M. Moroz, Wave Motion 15, 173 (1992).
[CrossRef]

Nozaki, K.

K. Nozaki and T. Taniuti, J. Phys. Soc. Jpn. 34, 796 (1973).
[CrossRef]

Picholle, E.

C. Montes, A. Mamhoud, and E. Picholle, Phys. Rev. A 49, 1344 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

E. Picholle, C. Montes, C. Leycuras, O. Legrand, and J. Botineau, Phys. Rev. Lett. 66, 1454 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Piskunova, L. V.

S. F. Morozov, L. V. Piskunova, M. M. Sushchik, and G. I. Freidman, Sov. J. Quantum Electron. 8, 576 (1978).
[CrossRef]

Reiman, A.

D. J. Kaup, A. Reiman, and A. Bers, Rev. Mod. Phys. 51, 275 (1979).
[CrossRef]

Russel, P. St. J.

G. D’Alessandro, P. St. J. Russel, and A. A. Wheeler, Phys. Rev. A 55, 3211 (1997).
[CrossRef]

Shiren, N. S.

J. A. Armstrong, S. S. Jha, and N. S. Shiren, IEEE J. Quantum Electron. QE-6, 123 (1970).
[CrossRef]

Stegeman, G.

W. E. Torruellas, Z. Wang, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, G. Stegeman, L. Torner, and C. R. Menyuk, Phys. Rev. Lett. 74, 5036 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Sushchik, M. M.

S. F. Morozov, L. V. Piskunova, M. M. Sushchik, and G. I. Freidman, Sov. J. Quantum Electron. 8, 576 (1978).
[CrossRef]

Tang, S. T.

Taniuti, T.

K. Nozaki and T. Taniuti, J. Phys. Soc. Jpn. 34, 796 (1973).
[CrossRef]

Torner, L.

W. E. Torruellas, Z. Wang, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, G. Stegeman, L. Torner, and C. R. Menyuk, Phys. Rev. Lett. 74, 5036 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Torruellas, W. E.

W. E. Torruellas, Z. Wang, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, G. Stegeman, L. Torner, and C. R. Menyuk, Phys. Rev. Lett. 74, 5036 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Trillo, S.

Van Stryland, E. W.

W. E. Torruellas, Z. Wang, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, G. Stegeman, L. Torner, and C. R. Menyuk, Phys. Rev. Lett. 74, 5036 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Wang, Z.

W. E. Torruellas, Z. Wang, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, G. Stegeman, L. Torner, and C. R. Menyuk, Phys. Rev. Lett. 74, 5036 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

Wenzel, R. G.

K. Drühl, R. G. Wenzel, and J. L. Carlsten, Phys. Rev. Lett. 51, 1171 (1983).
[CrossRef]

Wheeler, A. A.

G. D’Alessandro, P. St. J. Russel, and A. A. Wheeler, Phys. Rev. A 55, 3211 (1997).
[CrossRef]

Zukhorukov, A. P.

Yu. N. Karamzin and A. P. Zukhorukov, JETP Lett. 20, 339 (1974); Sov. Phys. JETP 41, 414 (1976).

IEEE J. Quantum Electron. (1)

J. A. Armstrong, S. S. Jha, and N. S. Shiren, IEEE J. Quantum Electron. QE-6, 123 (1970).
[CrossRef]

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

J. Phys. Soc. Jpn. (1)

K. Nozaki and T. Taniuti, J. Phys. Soc. Jpn. 34, 796 (1973).
[CrossRef]

JETP Lett. (1)

Yu. N. Karamzin and A. P. Zukhorukov, JETP Lett. 20, 339 (1974); Sov. Phys. JETP 41, 414 (1976).

Opt. Lett. (3)

Phys. Rev. A (2)

C. Montes, A. Mamhoud, and E. Picholle, Phys. Rev. A 49, 1344 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

G. D’Alessandro, P. St. J. Russel, and A. A. Wheeler, Phys. Rev. A 55, 3211 (1997).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (4)

W. E. Torruellas, Z. Wang, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, G. Stegeman, L. Torner, and C. R. Menyuk, Phys. Rev. Lett. 74, 5036 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

S. L. McCall and E. L. Hahn, Phys. Rev. Lett. 18, 908 (1967).
[CrossRef]

K. Drühl, R. G. Wenzel, and J. L. Carlsten, Phys. Rev. Lett. 51, 1171 (1983).
[CrossRef]

E. Picholle, C. Montes, C. Leycuras, O. Legrand, and J. Botineau, Phys. Rev. Lett. 66, 1454 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Rev. Mod. Phys. (1)

D. J. Kaup, A. Reiman, and A. Bers, Rev. Mod. Phys. 51, 275 (1979).
[CrossRef]

Sov. J. Quantum Electron. (1)

S. F. Morozov, L. V. Piskunova, M. M. Sushchik, and G. I. Freidman, Sov. J. Quantum Electron. 8, 576 (1978).
[CrossRef]

Wave Motion (1)

A. D. D. Craik, M. Nagata, and I. M. Moroz, Wave Motion 15, 173 (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

Envelopes of the dissipative symbiotic solitary-wave solution.

Fig. 2
Fig. 2

Spatial profiles (at given times corresponding to N cavity round trips) of the three waves interacting in the cavity of length L=3 cm after N round trips (amplitudes are given in units of Ep=0.38 MV/m.) Note that the kink in the pump envelope near x=3 is due to the passage of the signal pulse at the previous round trip.

Fig. 3
Fig. 3

Signal output of the backward SOPO in the asymptotic regime. N and units of amplitude are the same as in Fig. 2.

Equations (3)

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

t-v1x+μ1A1=σ1A3A2*,
t-v2x+μ2A2=σ2A3A1*,
t+v3x+μ3A3=-σ3A1A2,

Metrics