Abstract

Spatial soliton formation in the bulk single-crystal polydiacetylene para-toulene sulfonate has been studied experimentally. The unique nonlinearity of this material at 1600  nm leads to stable solitons below an intensity maximum, and for higher intensities the input beams form a ring and a soliton.

© 1998 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R. Y. Chiao, E. Garmire, and C. H. Townes, Phys. Rev. Lett. 13, 479 (1964).
    [CrossRef]
  2. V. E. Zakharov and A. B. Shabat, Sov. Phys. JETP 37, 823 (1973).
  3. S. Maneuf, R. Desailly, and C. Froehly, Opt. Commun. 65, 193 (1988).
    [CrossRef]
  4. J. S. Aitchison, A. M. Weiner, Y. Silberberg, M. K. Oliver, J. L. Jackel, D. E. Leaird, E. M. Vogel, and P. W. E. Smith, Opt. Lett. 15, 471 (1990).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. J. S. Aitchison, K. Al-Hemyari, C. N. Ironside, R. S. Grant, and W. Sibbett, Electron. Lett. 28, 1879 (1992).
    [CrossRef]
  6. P. L. Kelley, Phys. Rev. Lett. 15, 1005 (1965).
    [CrossRef]
  7. J. J. Rasmussen and K. Rypdal, Phys. Scr. 33, 481 (1986).
    [CrossRef]
  8. J. E. Bjorkholm and A. Ashkin, Phys. Rev. Lett. 32, 129 (1974).
    [CrossRef]
  9. G. C. Duree, J. L. Shultz, G. J. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. J. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. W. E. Torruellas, Z. Wang, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, G. I. Stegeman, L. Torner, and C. R. Menyuk, Phys. Rev. Lett. 74, 5036 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. B. J. LeMesurier, G. Papanicolaou, C. Sulem, and P. L. Sulem, Physica D 31, 78 (1988).
    [CrossRef]
  12. V. M. Malkin, Physica D 64, 251 (1993).
    [CrossRef]
  13. E. M. Wright, B. L. Lawrence, W. E. Torruellas, and G. I. Stegeman, Opt. Lett. 20, 2478 (1995).
    [CrossRef]
  14. B. L. Lawrence, M. Cha, J. U. Kang, W. Torruellas, G. Stegeman, G. Baker, J. Meth, and S. Etemad, Electron. Lett. 30, 447 (1994).
    [CrossRef]
  15. B. L. Lawrence, M. Cha, W. E. Torruellas, G. I. Stegeman, S. Etemad, G. Baker, and F. Kajzar, Appl. Phys. Lett. 64, 2773 (1994).
    [CrossRef]
  16. J. M. Nunzi and F. Charra, Nonlin. Opt. 1, 19 (1991).
  17. H. Shim, M. Liu, C. Hwangbo, and G. I. Stegeman, Opt. Lett. 23, 430 (1998).
    [CrossRef]
  18. W. Torruellas, B. Lawrence, and G. I. Stegeman, Electron. Lett. 32, 2092 (1996).
    [CrossRef]

1998 (1)

1996 (1)

W. Torruellas, B. Lawrence, and G. I. Stegeman, Electron. Lett. 32, 2092 (1996).
[CrossRef]

1995 (2)

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

E. M. Wright, B. L. Lawrence, W. E. Torruellas, and G. I. Stegeman, Opt. Lett. 20, 2478 (1995).
[CrossRef]

1994 (2)

B. L. Lawrence, M. Cha, J. U. Kang, W. Torruellas, G. Stegeman, G. Baker, J. Meth, and S. Etemad, Electron. Lett. 30, 447 (1994).
[CrossRef]

B. L. Lawrence, M. Cha, W. E. Torruellas, G. I. Stegeman, S. Etemad, G. Baker, and F. Kajzar, Appl. Phys. Lett. 64, 2773 (1994).
[CrossRef]

1993 (2)

G. C. Duree, J. L. Shultz, G. J. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. J. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

V. M. Malkin, Physica D 64, 251 (1993).
[CrossRef]

1992 (1)

J. S. Aitchison, K. Al-Hemyari, C. N. Ironside, R. S. Grant, and W. Sibbett, Electron. Lett. 28, 1879 (1992).
[CrossRef]

1991 (1)

J. M. Nunzi and F. Charra, Nonlin. Opt. 1, 19 (1991).

1990 (1)

1988 (2)

S. Maneuf, R. Desailly, and C. Froehly, Opt. Commun. 65, 193 (1988).
[CrossRef]

B. J. LeMesurier, G. Papanicolaou, C. Sulem, and P. L. Sulem, Physica D 31, 78 (1988).
[CrossRef]

1986 (1)

J. J. Rasmussen and K. Rypdal, Phys. Scr. 33, 481 (1986).
[CrossRef]

1974 (1)

J. E. Bjorkholm and A. Ashkin, Phys. Rev. Lett. 32, 129 (1974).
[CrossRef]

1973 (1)

V. E. Zakharov and A. B. Shabat, Sov. Phys. JETP 37, 823 (1973).

1965 (1)

P. L. Kelley, Phys. Rev. Lett. 15, 1005 (1965).
[CrossRef]

1964 (1)

R. Y. Chiao, E. Garmire, and C. H. Townes, Phys. Rev. Lett. 13, 479 (1964).
[CrossRef]

Aitchison, J. S.

Al-Hemyari, K.

J. S. Aitchison, K. Al-Hemyari, C. N. Ironside, R. S. Grant, and W. Sibbett, Electron. Lett. 28, 1879 (1992).
[CrossRef]

Ashkin, A.

J. E. Bjorkholm and A. Ashkin, Phys. Rev. Lett. 32, 129 (1974).
[CrossRef]

Baker, G.

B. L. Lawrence, M. Cha, J. U. Kang, W. Torruellas, G. Stegeman, G. Baker, J. Meth, and S. Etemad, Electron. Lett. 30, 447 (1994).
[CrossRef]

B. L. Lawrence, M. Cha, W. E. Torruellas, G. I. Stegeman, S. Etemad, G. Baker, and F. Kajzar, Appl. Phys. Lett. 64, 2773 (1994).
[CrossRef]

Bjorkholm, J. E.

J. E. Bjorkholm and A. Ashkin, Phys. Rev. Lett. 32, 129 (1974).
[CrossRef]

Cha, M.

B. L. Lawrence, M. Cha, W. E. Torruellas, G. I. Stegeman, S. Etemad, G. Baker, and F. Kajzar, Appl. Phys. Lett. 64, 2773 (1994).
[CrossRef]

B. L. Lawrence, M. Cha, J. U. Kang, W. Torruellas, G. Stegeman, G. Baker, J. Meth, and S. Etemad, Electron. Lett. 30, 447 (1994).
[CrossRef]

Charra, F.

J. M. Nunzi and F. Charra, Nonlin. Opt. 1, 19 (1991).

Chiao, R. Y.

R. Y. Chiao, E. Garmire, and C. H. Townes, Phys. Rev. Lett. 13, 479 (1964).
[CrossRef]

Crosignani, B.

G. C. Duree, J. L. Shultz, G. J. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. J. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Desailly, R.

S. Maneuf, R. Desailly, and C. Froehly, Opt. Commun. 65, 193 (1988).
[CrossRef]

Di Porto, P.

G. C. Duree, J. L. Shultz, G. J. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. J. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Duree, G. C.

G. C. Duree, J. L. Shultz, G. J. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. J. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Etemad, S.

B. L. Lawrence, M. Cha, W. E. Torruellas, G. I. Stegeman, S. Etemad, G. Baker, and F. Kajzar, Appl. Phys. Lett. 64, 2773 (1994).
[CrossRef]

B. L. Lawrence, M. Cha, J. U. Kang, W. Torruellas, G. Stegeman, G. Baker, J. Meth, and S. Etemad, Electron. Lett. 30, 447 (1994).
[CrossRef]

Froehly, C.

S. Maneuf, R. Desailly, and C. Froehly, Opt. Commun. 65, 193 (1988).
[CrossRef]

Garmire, E.

R. Y. Chiao, E. Garmire, and C. H. Townes, Phys. Rev. Lett. 13, 479 (1964).
[CrossRef]

Grant, R. S.

J. S. Aitchison, K. Al-Hemyari, C. N. Ironside, R. S. Grant, and W. Sibbett, Electron. Lett. 28, 1879 (1992).
[CrossRef]

Hagan, D. J.

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

Hwangbo, C.

Ironside, C. N.

J. S. Aitchison, K. Al-Hemyari, C. N. Ironside, R. S. Grant, and W. Sibbett, Electron. Lett. 28, 1879 (1992).
[CrossRef]

Jackel, J. L.

Kajzar, F.

B. L. Lawrence, M. Cha, W. E. Torruellas, G. I. Stegeman, S. Etemad, G. Baker, and F. Kajzar, Appl. Phys. Lett. 64, 2773 (1994).
[CrossRef]

Kang, J. U.

B. L. Lawrence, M. Cha, J. U. Kang, W. Torruellas, G. Stegeman, G. Baker, J. Meth, and S. Etemad, Electron. Lett. 30, 447 (1994).
[CrossRef]

Kelley, P. L.

P. L. Kelley, Phys. Rev. Lett. 15, 1005 (1965).
[CrossRef]

Lawrence, B.

W. Torruellas, B. Lawrence, and G. I. Stegeman, Electron. Lett. 32, 2092 (1996).
[CrossRef]

Lawrence, B. L.

E. M. Wright, B. L. Lawrence, W. E. Torruellas, and G. I. Stegeman, Opt. Lett. 20, 2478 (1995).
[CrossRef]

B. L. Lawrence, M. Cha, J. U. Kang, W. Torruellas, G. Stegeman, G. Baker, J. Meth, and S. Etemad, Electron. Lett. 30, 447 (1994).
[CrossRef]

B. L. Lawrence, M. Cha, W. E. Torruellas, G. I. Stegeman, S. Etemad, G. Baker, and F. Kajzar, Appl. Phys. Lett. 64, 2773 (1994).
[CrossRef]

Leaird, D. E.

LeMesurier, B. J.

B. J. LeMesurier, G. Papanicolaou, C. Sulem, and P. L. Sulem, Physica D 31, 78 (1988).
[CrossRef]

Liu, M.

Malkin, V. M.

V. M. Malkin, Physica D 64, 251 (1993).
[CrossRef]

Maneuf, S.

S. Maneuf, R. Desailly, and C. Froehly, Opt. Commun. 65, 193 (1988).
[CrossRef]

Menyuk, C. R.

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

Meth, J.

B. L. Lawrence, M. Cha, J. U. Kang, W. Torruellas, G. Stegeman, G. Baker, J. Meth, and S. Etemad, Electron. Lett. 30, 447 (1994).
[CrossRef]

Neurgaonkar, R. R.

G. C. Duree, J. L. Shultz, G. J. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. J. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Nunzi, J. M.

J. M. Nunzi and F. Charra, Nonlin. Opt. 1, 19 (1991).

Oliver, M. K.

Papanicolaou, G.

B. J. LeMesurier, G. Papanicolaou, C. Sulem, and P. L. Sulem, Physica D 31, 78 (1988).
[CrossRef]

Rasmussen, J. J.

J. J. Rasmussen and K. Rypdal, Phys. Scr. 33, 481 (1986).
[CrossRef]

Rypdal, K.

J. J. Rasmussen and K. Rypdal, Phys. Scr. 33, 481 (1986).
[CrossRef]

Salamo, G. J.

G. C. Duree, J. L. Shultz, G. J. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. J. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Segev, M.

G. C. Duree, J. L. Shultz, G. J. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. J. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Shabat, A. B.

V. E. Zakharov and A. B. Shabat, Sov. Phys. JETP 37, 823 (1973).

Sharp, E. J.

G. C. Duree, J. L. Shultz, G. J. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. J. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Shim, H.

Shultz, J. L.

G. C. Duree, J. L. Shultz, G. J. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. J. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Sibbett, W.

J. S. Aitchison, K. Al-Hemyari, C. N. Ironside, R. S. Grant, and W. Sibbett, Electron. Lett. 28, 1879 (1992).
[CrossRef]

Silberberg, Y.

Smith, P. W. E.

Stegeman, G.

B. L. Lawrence, M. Cha, J. U. Kang, W. Torruellas, G. Stegeman, G. Baker, J. Meth, and S. Etemad, Electron. Lett. 30, 447 (1994).
[CrossRef]

Stegeman, G. I.

H. Shim, M. Liu, C. Hwangbo, and G. I. Stegeman, Opt. Lett. 23, 430 (1998).
[CrossRef]

W. Torruellas, B. Lawrence, and G. I. Stegeman, Electron. Lett. 32, 2092 (1996).
[CrossRef]

E. M. Wright, B. L. Lawrence, W. E. Torruellas, and G. I. Stegeman, Opt. Lett. 20, 2478 (1995).
[CrossRef]

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

B. L. Lawrence, M. Cha, W. E. Torruellas, G. I. Stegeman, S. Etemad, G. Baker, and F. Kajzar, Appl. Phys. Lett. 64, 2773 (1994).
[CrossRef]

Sulem, C.

B. J. LeMesurier, G. Papanicolaou, C. Sulem, and P. L. Sulem, Physica D 31, 78 (1988).
[CrossRef]

Sulem, P. L.

B. J. LeMesurier, G. Papanicolaou, C. Sulem, and P. L. Sulem, Physica D 31, 78 (1988).
[CrossRef]

Torner, L.

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

Torruellas, W.

W. Torruellas, B. Lawrence, and G. I. Stegeman, Electron. Lett. 32, 2092 (1996).
[CrossRef]

B. L. Lawrence, M. Cha, J. U. Kang, W. Torruellas, G. Stegeman, G. Baker, J. Meth, and S. Etemad, Electron. Lett. 30, 447 (1994).
[CrossRef]

Torruellas, W. E.

E. M. Wright, B. L. Lawrence, W. E. Torruellas, and G. I. Stegeman, Opt. Lett. 20, 2478 (1995).
[CrossRef]

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

B. L. Lawrence, M. Cha, W. E. Torruellas, G. I. Stegeman, S. Etemad, G. Baker, and F. Kajzar, Appl. Phys. Lett. 64, 2773 (1994).
[CrossRef]

Townes, C. H.

R. Y. Chiao, E. Garmire, and C. H. Townes, Phys. Rev. Lett. 13, 479 (1964).
[CrossRef]

Van Stryland, E. W.

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

Vogel, E. M.

Wang, Z.

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

Weiner, A. M.

Wright, E. M.

Yariv, A.

G. C. Duree, J. L. Shultz, G. J. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. J. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Zakharov, V. E.

V. E. Zakharov and A. B. Shabat, Sov. Phys. JETP 37, 823 (1973).

Appl. Phys. Lett. (1)

B. L. Lawrence, M. Cha, W. E. Torruellas, G. I. Stegeman, S. Etemad, G. Baker, and F. Kajzar, Appl. Phys. Lett. 64, 2773 (1994).
[CrossRef]

Electron. Lett. (3)

W. Torruellas, B. Lawrence, and G. I. Stegeman, Electron. Lett. 32, 2092 (1996).
[CrossRef]

J. S. Aitchison, K. Al-Hemyari, C. N. Ironside, R. S. Grant, and W. Sibbett, Electron. Lett. 28, 1879 (1992).
[CrossRef]

B. L. Lawrence, M. Cha, J. U. Kang, W. Torruellas, G. Stegeman, G. Baker, J. Meth, and S. Etemad, Electron. Lett. 30, 447 (1994).
[CrossRef]

Nonlin. Opt. (1)

J. M. Nunzi and F. Charra, Nonlin. Opt. 1, 19 (1991).

Opt. Commun. (1)

S. Maneuf, R. Desailly, and C. Froehly, Opt. Commun. 65, 193 (1988).
[CrossRef]

Opt. Lett. (3)

Phys. Rev. Lett. (5)

P. L. Kelley, Phys. Rev. Lett. 15, 1005 (1965).
[CrossRef]

R. Y. Chiao, E. Garmire, and C. H. Townes, Phys. Rev. Lett. 13, 479 (1964).
[CrossRef]

J. E. Bjorkholm and A. Ashkin, Phys. Rev. Lett. 32, 129 (1974).
[CrossRef]

G. C. Duree, J. L. Shultz, G. J. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. J. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

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

Phys. Scr. (1)

J. J. Rasmussen and K. Rypdal, Phys. Scr. 33, 481 (1986).
[CrossRef]

Physica D (2)

B. J. LeMesurier, G. Papanicolaou, C. Sulem, and P. L. Sulem, Physica D 31, 78 (1988).
[CrossRef]

V. M. Malkin, Physica D 64, 251 (1993).
[CrossRef]

Sov. Phys. JETP (1)

V. E. Zakharov and A. B. Shabat, Sov. Phys. JETP 37, 823 (1973).

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

Transverse cross sections of the camera images: the diffracted beam and the beam for various values of I.

Fig. 2
Fig. 2

Waist of the output beam at each of the measured intensities. The error bars indicate uncertainties in the waists calculated from the images.

Fig. 3
Fig. 3

Gray-scale plots of the output beams at 7, 8, and 9 GW/cm2 for (a) the experimental and (b) the numerical results.

Equations (1)

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

2ikEz+2E-2kk0n2E2E+2kk0n3E4E=0,

Metrics