Abstract

We investigate analytically and numerically the existence and stability properties of three-wave solitons resulting from double-resonance (type I plus type II) parametric interaction in a purely quadratic nonlinear medium. The existence of a family of stable solitons for the double-resonance model is demonstrated in a broad parameter range. Moreover, these solitons are shown to exhibit multistability, a feature that is potentially useful for optical switching applications. Finally, we find and present a novel family of quasi solitons.

© 1999 Optical Society of America

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. J. A. Armstrong, N. Bloembergen, J. Ducuing, and P. S. Pershan, Phys. Rev. E 6, 1918 (1962).
  2. A. V. Buryak and Yu. S. Kivshar, Phys. Lett. A 197, 407 (1995); D. E. Pelinovsky, A. V. Buryak, and Yu. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 75, 591 (1995).
  3. H. T. Tran, Opt. Commun. 118, 581 (1995) ; D. Anderson, M. Lisak, and B. A. Malomed, Opt. Commun. 126, 251 (1996).
  4. A. V. Buryak, Yu. S. Kivshar, and S. Trillo, J. Opt. Soc. Am. B 14, 3110 (1997).
  5. A. D. Boardman, P. Bontemps, and K. Xie, Opt. Quantum Electron. 30, 891 (1998).
  6. Yu. S. Kivshar, T. J. Alexander, and S. Saltiel, Opt. Lett. 24, 759 (1999); S. Saltiel, A. A. Sukhorukov, and S. M. Saltiel, in Nonlinear Guided Waves and Their Applications, 1999 OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1999), pp. 82–84.
  7. M. M. Fejer, G. A. Magel, D. H. Jundt, and R. L. Byer, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2631 (1992) ; G. D. Miller, R. G. Batchko, W. M. Tulloch, D. R. Weise, M. M. Fejer, and R. L. Byer, Opt. Lett. 22, 1834 (1997).
  8. S. Trillo and G. Assanto, Opt. Lett. 19, 1825 (1994).
  9. A. V. Buryak and Yu. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 77, 3286 (1997).
  10. Yu. S. Kivshar, D. E. Pelinovsky, T. Cretegny, and M. Peyrard, Phys. Rev. Lett. 80, 5032 (1998).
  11. P. K. A. Wai, H. H. Chen, and Y. C. Lee, Phys. Rev. A 41, 426 (1990) ; D. J. Kaup, T. I. Lakoba, and B. A. Malomed, J. Opt. Soc. Am. B 14, 1199 (1997) ; V. E. Zakharov and E. A. Kuznetsov, JETP 86, 1035 (1998).

1999

1998

A. D. Boardman, P. Bontemps, and K. Xie, Opt. Quantum Electron. 30, 891 (1998).

Yu. S. Kivshar, D. E. Pelinovsky, T. Cretegny, and M. Peyrard, Phys. Rev. Lett. 80, 5032 (1998).

1997

A. V. Buryak, Yu. S. Kivshar, and S. Trillo, J. Opt. Soc. Am. B 14, 3110 (1997).

A. V. Buryak and Yu. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 77, 3286 (1997).

1995

A. V. Buryak and Yu. S. Kivshar, Phys. Lett. A 197, 407 (1995); D. E. Pelinovsky, A. V. Buryak, and Yu. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 75, 591 (1995).

H. T. Tran, Opt. Commun. 118, 581 (1995) ; D. Anderson, M. Lisak, and B. A. Malomed, Opt. Commun. 126, 251 (1996).

1994

1992

M. M. Fejer, G. A. Magel, D. H. Jundt, and R. L. Byer, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2631 (1992) ; G. D. Miller, R. G. Batchko, W. M. Tulloch, D. R. Weise, M. M. Fejer, and R. L. Byer, Opt. Lett. 22, 1834 (1997).

1990

P. K. A. Wai, H. H. Chen, and Y. C. Lee, Phys. Rev. A 41, 426 (1990) ; D. J. Kaup, T. I. Lakoba, and B. A. Malomed, J. Opt. Soc. Am. B 14, 1199 (1997) ; V. E. Zakharov and E. A. Kuznetsov, JETP 86, 1035 (1998).

1962

J. A. Armstrong, N. Bloembergen, J. Ducuing, and P. S. Pershan, Phys. Rev. E 6, 1918 (1962).

Alexander, T. J.

Anderson, D.

H. T. Tran, Opt. Commun. 118, 581 (1995) ; D. Anderson, M. Lisak, and B. A. Malomed, Opt. Commun. 126, 251 (1996).

Armstrong, J. A.

J. A. Armstrong, N. Bloembergen, J. Ducuing, and P. S. Pershan, Phys. Rev. E 6, 1918 (1962).

Assanto, G.

Batchko, R. G.

M. M. Fejer, G. A. Magel, D. H. Jundt, and R. L. Byer, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2631 (1992) ; G. D. Miller, R. G. Batchko, W. M. Tulloch, D. R. Weise, M. M. Fejer, and R. L. Byer, Opt. Lett. 22, 1834 (1997).

Bloembergen, N.

J. A. Armstrong, N. Bloembergen, J. Ducuing, and P. S. Pershan, Phys. Rev. E 6, 1918 (1962).

Boardman, A. D.

A. D. Boardman, P. Bontemps, and K. Xie, Opt. Quantum Electron. 30, 891 (1998).

Bontemps, P.

A. D. Boardman, P. Bontemps, and K. Xie, Opt. Quantum Electron. 30, 891 (1998).

Buryak, A. V.

A. V. Buryak, Yu. S. Kivshar, and S. Trillo, J. Opt. Soc. Am. B 14, 3110 (1997).

A. V. Buryak and Yu. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 77, 3286 (1997).

A. V. Buryak and Yu. S. Kivshar, Phys. Lett. A 197, 407 (1995); D. E. Pelinovsky, A. V. Buryak, and Yu. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 75, 591 (1995).

A. V. Buryak and Yu. S. Kivshar, Phys. Lett. A 197, 407 (1995); D. E. Pelinovsky, A. V. Buryak, and Yu. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 75, 591 (1995).

Byer, R. L.

M. M. Fejer, G. A. Magel, D. H. Jundt, and R. L. Byer, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2631 (1992) ; G. D. Miller, R. G. Batchko, W. M. Tulloch, D. R. Weise, M. M. Fejer, and R. L. Byer, Opt. Lett. 22, 1834 (1997).

M. M. Fejer, G. A. Magel, D. H. Jundt, and R. L. Byer, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2631 (1992) ; G. D. Miller, R. G. Batchko, W. M. Tulloch, D. R. Weise, M. M. Fejer, and R. L. Byer, Opt. Lett. 22, 1834 (1997).

Chen, H. H.

P. K. A. Wai, H. H. Chen, and Y. C. Lee, Phys. Rev. A 41, 426 (1990) ; D. J. Kaup, T. I. Lakoba, and B. A. Malomed, J. Opt. Soc. Am. B 14, 1199 (1997) ; V. E. Zakharov and E. A. Kuznetsov, JETP 86, 1035 (1998).

Cretegny, T.

Yu. S. Kivshar, D. E. Pelinovsky, T. Cretegny, and M. Peyrard, Phys. Rev. Lett. 80, 5032 (1998).

Ducuing, J.

J. A. Armstrong, N. Bloembergen, J. Ducuing, and P. S. Pershan, Phys. Rev. E 6, 1918 (1962).

Fejer, M. M.

M. M. Fejer, G. A. Magel, D. H. Jundt, and R. L. Byer, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2631 (1992) ; G. D. Miller, R. G. Batchko, W. M. Tulloch, D. R. Weise, M. M. Fejer, and R. L. Byer, Opt. Lett. 22, 1834 (1997).

M. M. Fejer, G. A. Magel, D. H. Jundt, and R. L. Byer, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2631 (1992) ; G. D. Miller, R. G. Batchko, W. M. Tulloch, D. R. Weise, M. M. Fejer, and R. L. Byer, Opt. Lett. 22, 1834 (1997).

Jundt, D. H.

M. M. Fejer, G. A. Magel, D. H. Jundt, and R. L. Byer, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2631 (1992) ; G. D. Miller, R. G. Batchko, W. M. Tulloch, D. R. Weise, M. M. Fejer, and R. L. Byer, Opt. Lett. 22, 1834 (1997).

Kaup, D. J.

P. K. A. Wai, H. H. Chen, and Y. C. Lee, Phys. Rev. A 41, 426 (1990) ; D. J. Kaup, T. I. Lakoba, and B. A. Malomed, J. Opt. Soc. Am. B 14, 1199 (1997) ; V. E. Zakharov and E. A. Kuznetsov, JETP 86, 1035 (1998).

Kivshar, Yu. S.

Yu. S. Kivshar, T. J. Alexander, and S. Saltiel, Opt. Lett. 24, 759 (1999); S. Saltiel, A. A. Sukhorukov, and S. M. Saltiel, in Nonlinear Guided Waves and Their Applications, 1999 OSA Technical Digest Series (Optical Society of America, Washington, D.C., 1999), pp. 82–84.

Yu. S. Kivshar, D. E. Pelinovsky, T. Cretegny, and M. Peyrard, Phys. Rev. Lett. 80, 5032 (1998).

A. V. Buryak, Yu. S. Kivshar, and S. Trillo, J. Opt. Soc. Am. B 14, 3110 (1997).

A. V. Buryak and Yu. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 77, 3286 (1997).

A. V. Buryak and Yu. S. Kivshar, Phys. Lett. A 197, 407 (1995); D. E. Pelinovsky, A. V. Buryak, and Yu. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 75, 591 (1995).

A. V. Buryak and Yu. S. Kivshar, Phys. Lett. A 197, 407 (1995); D. E. Pelinovsky, A. V. Buryak, and Yu. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 75, 591 (1995).

Kuznetsov, E. A.

P. K. A. Wai, H. H. Chen, and Y. C. Lee, Phys. Rev. A 41, 426 (1990) ; D. J. Kaup, T. I. Lakoba, and B. A. Malomed, J. Opt. Soc. Am. B 14, 1199 (1997) ; V. E. Zakharov and E. A. Kuznetsov, JETP 86, 1035 (1998).

Lakoba, T. I.

P. K. A. Wai, H. H. Chen, and Y. C. Lee, Phys. Rev. A 41, 426 (1990) ; D. J. Kaup, T. I. Lakoba, and B. A. Malomed, J. Opt. Soc. Am. B 14, 1199 (1997) ; V. E. Zakharov and E. A. Kuznetsov, JETP 86, 1035 (1998).

Lee, Y. C.

P. K. A. Wai, H. H. Chen, and Y. C. Lee, Phys. Rev. A 41, 426 (1990) ; D. J. Kaup, T. I. Lakoba, and B. A. Malomed, J. Opt. Soc. Am. B 14, 1199 (1997) ; V. E. Zakharov and E. A. Kuznetsov, JETP 86, 1035 (1998).

Lisak, M.

H. T. Tran, Opt. Commun. 118, 581 (1995) ; D. Anderson, M. Lisak, and B. A. Malomed, Opt. Commun. 126, 251 (1996).

Magel, G. A.

M. M. Fejer, G. A. Magel, D. H. Jundt, and R. L. Byer, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2631 (1992) ; G. D. Miller, R. G. Batchko, W. M. Tulloch, D. R. Weise, M. M. Fejer, and R. L. Byer, Opt. Lett. 22, 1834 (1997).

Malomed, B. A.

H. T. Tran, Opt. Commun. 118, 581 (1995) ; D. Anderson, M. Lisak, and B. A. Malomed, Opt. Commun. 126, 251 (1996).

P. K. A. Wai, H. H. Chen, and Y. C. Lee, Phys. Rev. A 41, 426 (1990) ; D. J. Kaup, T. I. Lakoba, and B. A. Malomed, J. Opt. Soc. Am. B 14, 1199 (1997) ; V. E. Zakharov and E. A. Kuznetsov, JETP 86, 1035 (1998).

Miller, G. D.

M. M. Fejer, G. A. Magel, D. H. Jundt, and R. L. Byer, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2631 (1992) ; G. D. Miller, R. G. Batchko, W. M. Tulloch, D. R. Weise, M. M. Fejer, and R. L. Byer, Opt. Lett. 22, 1834 (1997).

Pelinovsky, D. E.

Yu. S. Kivshar, D. E. Pelinovsky, T. Cretegny, and M. Peyrard, Phys. Rev. Lett. 80, 5032 (1998).

A. V. Buryak and Yu. S. Kivshar, Phys. Lett. A 197, 407 (1995); D. E. Pelinovsky, A. V. Buryak, and Yu. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 75, 591 (1995).

Pershan, P. S.

J. A. Armstrong, N. Bloembergen, J. Ducuing, and P. S. Pershan, Phys. Rev. E 6, 1918 (1962).

Peyrard, M.

Yu. S. Kivshar, D. E. Pelinovsky, T. Cretegny, and M. Peyrard, Phys. Rev. Lett. 80, 5032 (1998).

Saltiel, S.

Saltiel, S. M.

Sukhorukov, A. A.

Tran, H. T.

H. T. Tran, Opt. Commun. 118, 581 (1995) ; D. Anderson, M. Lisak, and B. A. Malomed, Opt. Commun. 126, 251 (1996).

Trillo, S.

A. V. Buryak, Yu. S. Kivshar, and S. Trillo, J. Opt. Soc. Am. B 14, 3110 (1997).

S. Trillo and G. Assanto, Opt. Lett. 19, 1825 (1994).

Tulloch, W. M.

M. M. Fejer, G. A. Magel, D. H. Jundt, and R. L. Byer, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2631 (1992) ; G. D. Miller, R. G. Batchko, W. M. Tulloch, D. R. Weise, M. M. Fejer, and R. L. Byer, Opt. Lett. 22, 1834 (1997).

Wai, P. K. A.

P. K. A. Wai, H. H. Chen, and Y. C. Lee, Phys. Rev. A 41, 426 (1990) ; D. J. Kaup, T. I. Lakoba, and B. A. Malomed, J. Opt. Soc. Am. B 14, 1199 (1997) ; V. E. Zakharov and E. A. Kuznetsov, JETP 86, 1035 (1998).

Weise, D. R.

M. M. Fejer, G. A. Magel, D. H. Jundt, and R. L. Byer, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2631 (1992) ; G. D. Miller, R. G. Batchko, W. M. Tulloch, D. R. Weise, M. M. Fejer, and R. L. Byer, Opt. Lett. 22, 1834 (1997).

Xie, K.

A. D. Boardman, P. Bontemps, and K. Xie, Opt. Quantum Electron. 30, 891 (1998).

Zakharov, V. E.

P. K. A. Wai, H. H. Chen, and Y. C. Lee, Phys. Rev. A 41, 426 (1990) ; D. J. Kaup, T. I. Lakoba, and B. A. Malomed, J. Opt. Soc. Am. B 14, 1199 (1997) ; V. E. Zakharov and E. A. Kuznetsov, JETP 86, 1035 (1998).

IEEE J. Quantum Electron.

M. M. Fejer, G. A. Magel, D. H. Jundt, and R. L. Byer, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2631 (1992) ; G. D. Miller, R. G. Batchko, W. M. Tulloch, D. R. Weise, M. M. Fejer, and R. L. Byer, Opt. Lett. 22, 1834 (1997).

J. Opt. Soc. Am. B

A. V. Buryak, Yu. S. Kivshar, and S. Trillo, J. Opt. Soc. Am. B 14, 3110 (1997).

Opt. Commun.

H. T. Tran, Opt. Commun. 118, 581 (1995) ; D. Anderson, M. Lisak, and B. A. Malomed, Opt. Commun. 126, 251 (1996).

Opt. Lett.

Opt. Quantum Electron.

A. D. Boardman, P. Bontemps, and K. Xie, Opt. Quantum Electron. 30, 891 (1998).

Phys. Lett. A

A. V. Buryak and Yu. S. Kivshar, Phys. Lett. A 197, 407 (1995); D. E. Pelinovsky, A. V. Buryak, and Yu. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 75, 591 (1995).

Phys. Rev. A

P. K. A. Wai, H. H. Chen, and Y. C. Lee, Phys. Rev. A 41, 426 (1990) ; D. J. Kaup, T. I. Lakoba, and B. A. Malomed, J. Opt. Soc. Am. B 14, 1199 (1997) ; V. E. Zakharov and E. A. Kuznetsov, JETP 86, 1035 (1998).

Phys. Rev. E

J. A. Armstrong, N. Bloembergen, J. Ducuing, and P. S. Pershan, Phys. Rev. E 6, 1918 (1962).

Phys. Rev. Lett.

A. V. Buryak and Yu. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 77, 3286 (1997).

Yu. S. Kivshar, D. E. Pelinovsky, T. Cretegny, and M. Peyrard, Phys. Rev. Lett. 80, 5032 (1998).

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.


Metrics