Abstract

SrBi2Ta2O9 (SBT) thin films on quartz substrates were prepared by use of the pulsed-laser deposition technique. The nonlinear refractive indices, n2, of the SBT films were measured by use of z-scan techniques with picosecond pulses. Large negative nonlinear refractive indices of 3.84 and 3.58 cm2/GW were obtained for the wavelengths 532  nm and 1.064 μm, respectively. The two-photon absorption coefficient was determined to be 7.3  cm/GW for 532  nm. The limiting behavior of SBT thin film on a quartz substrate was investigated in an f/5 defocusing geometry by use of 38-ps-duration, 532-nm, 1.064μm laser excitation.

© 2001 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. G. D. Hu, I. H. Wilson, J. B. Xu, C. P. Li, and S. P. Wong, Appl. Phys. Lett. 76, 1758 (2000).
    [CrossRef]
  2. W. F. Zhang, M. S. Zhang, Z. Yin, Y. Z. Gu, Z. L. Du, and B. L. Yu, Appl. Phys. Lett. 75, 902 (1999).
    [CrossRef]
  3. C. A. Paz de Araujo, J. D. Cuchiaro, L. D. McMillan, M. C. Scott, and J. F. Scott, Nature 374, 627 (1995).
    [CrossRef]
  4. A. L. Kholkin, K. G. Brooks, and N. Setter, Appl. Phys. Lett. 71, 2044 (1997).
    [CrossRef]
  5. J. C. Manifacier, J. Gasoit, and J. P. Fillard, J. Phys. E 9, 1002 (1979).
    [CrossRef]
  6. M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T. H. Wei, D. J. Hagan, and E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
    [CrossRef]
  7. D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, M. J. Soileau, and Y. Y. Wu, Opt. Lett. 13, 315 (1988).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. B. S. Wherrett, J. Opt. Soc. Am. B 67, 1 (1984).
  9. D. C. Hutchings and E. W. Van Stryland, J. Opt. Soc. Am. B 9, 2065 (1992).
    [CrossRef]
  10. E. W. Van Stryland, H. Vanherzeele, M. A. Woodall, M. J. Soileua, A. L. Smirl, S. Guha, and T. F. Boggess, Opt. Eng. 24, 613 (1985).
  11. T. Se, N. Takatou, T. Kineri, and T. Tsuchiya, Mater. Sci. Eng. B 49, 61 (1997).
    [CrossRef]
  12. Q. Zhao, Y. Liu, W. Shi, W. Ren, L. Zhang, and X. Yao, Appl. Phys. Lett. 69, 458 (1996).
    [CrossRef]

2000 (1)

G. D. Hu, I. H. Wilson, J. B. Xu, C. P. Li, and S. P. Wong, Appl. Phys. Lett. 76, 1758 (2000).
[CrossRef]

1999 (1)

W. F. Zhang, M. S. Zhang, Z. Yin, Y. Z. Gu, Z. L. Du, and B. L. Yu, Appl. Phys. Lett. 75, 902 (1999).
[CrossRef]

1997 (2)

A. L. Kholkin, K. G. Brooks, and N. Setter, Appl. Phys. Lett. 71, 2044 (1997).
[CrossRef]

T. Se, N. Takatou, T. Kineri, and T. Tsuchiya, Mater. Sci. Eng. B 49, 61 (1997).
[CrossRef]

1996 (1)

Q. Zhao, Y. Liu, W. Shi, W. Ren, L. Zhang, and X. Yao, Appl. Phys. Lett. 69, 458 (1996).
[CrossRef]

1995 (1)

C. A. Paz de Araujo, J. D. Cuchiaro, L. D. McMillan, M. C. Scott, and J. F. Scott, Nature 374, 627 (1995).
[CrossRef]

1992 (1)

1990 (1)

M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T. H. Wei, D. J. Hagan, and E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
[CrossRef]

1988 (1)

1985 (1)

E. W. Van Stryland, H. Vanherzeele, M. A. Woodall, M. J. Soileua, A. L. Smirl, S. Guha, and T. F. Boggess, Opt. Eng. 24, 613 (1985).

1984 (1)

B. S. Wherrett, J. Opt. Soc. Am. B 67, 1 (1984).

1979 (1)

J. C. Manifacier, J. Gasoit, and J. P. Fillard, J. Phys. E 9, 1002 (1979).
[CrossRef]

Boggess, T. F.

E. W. Van Stryland, H. Vanherzeele, M. A. Woodall, M. J. Soileua, A. L. Smirl, S. Guha, and T. F. Boggess, Opt. Eng. 24, 613 (1985).

Brooks, K. G.

A. L. Kholkin, K. G. Brooks, and N. Setter, Appl. Phys. Lett. 71, 2044 (1997).
[CrossRef]

Cuchiaro, J. D.

C. A. Paz de Araujo, J. D. Cuchiaro, L. D. McMillan, M. C. Scott, and J. F. Scott, Nature 374, 627 (1995).
[CrossRef]

Du, Z. L.

W. F. Zhang, M. S. Zhang, Z. Yin, Y. Z. Gu, Z. L. Du, and B. L. Yu, Appl. Phys. Lett. 75, 902 (1999).
[CrossRef]

Fillard, J. P.

J. C. Manifacier, J. Gasoit, and J. P. Fillard, J. Phys. E 9, 1002 (1979).
[CrossRef]

Gasoit, J.

J. C. Manifacier, J. Gasoit, and J. P. Fillard, J. Phys. E 9, 1002 (1979).
[CrossRef]

Gu, Y. Z.

W. F. Zhang, M. S. Zhang, Z. Yin, Y. Z. Gu, Z. L. Du, and B. L. Yu, Appl. Phys. Lett. 75, 902 (1999).
[CrossRef]

Guha, S.

E. W. Van Stryland, H. Vanherzeele, M. A. Woodall, M. J. Soileua, A. L. Smirl, S. Guha, and T. F. Boggess, Opt. Eng. 24, 613 (1985).

Hagan, D. J.

M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T. H. Wei, D. J. Hagan, and E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
[CrossRef]

D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, M. J. Soileau, and Y. Y. Wu, Opt. Lett. 13, 315 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

Hu, G. D.

G. D. Hu, I. H. Wilson, J. B. Xu, C. P. Li, and S. P. Wong, Appl. Phys. Lett. 76, 1758 (2000).
[CrossRef]

Hutchings, D. C.

Kholkin, A. L.

A. L. Kholkin, K. G. Brooks, and N. Setter, Appl. Phys. Lett. 71, 2044 (1997).
[CrossRef]

Kineri, T.

T. Se, N. Takatou, T. Kineri, and T. Tsuchiya, Mater. Sci. Eng. B 49, 61 (1997).
[CrossRef]

Li, C. P.

G. D. Hu, I. H. Wilson, J. B. Xu, C. P. Li, and S. P. Wong, Appl. Phys. Lett. 76, 1758 (2000).
[CrossRef]

Liu, Y.

Q. Zhao, Y. Liu, W. Shi, W. Ren, L. Zhang, and X. Yao, Appl. Phys. Lett. 69, 458 (1996).
[CrossRef]

Manifacier, J. C.

J. C. Manifacier, J. Gasoit, and J. P. Fillard, J. Phys. E 9, 1002 (1979).
[CrossRef]

McMillan, L. D.

C. A. Paz de Araujo, J. D. Cuchiaro, L. D. McMillan, M. C. Scott, and J. F. Scott, Nature 374, 627 (1995).
[CrossRef]

Paz de Araujo, C. A.

C. A. Paz de Araujo, J. D. Cuchiaro, L. D. McMillan, M. C. Scott, and J. F. Scott, Nature 374, 627 (1995).
[CrossRef]

Ren, W.

Q. Zhao, Y. Liu, W. Shi, W. Ren, L. Zhang, and X. Yao, Appl. Phys. Lett. 69, 458 (1996).
[CrossRef]

Said, A. A.

M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T. H. Wei, D. J. Hagan, and E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
[CrossRef]

Scott, J. F.

C. A. Paz de Araujo, J. D. Cuchiaro, L. D. McMillan, M. C. Scott, and J. F. Scott, Nature 374, 627 (1995).
[CrossRef]

Scott, M. C.

C. A. Paz de Araujo, J. D. Cuchiaro, L. D. McMillan, M. C. Scott, and J. F. Scott, Nature 374, 627 (1995).
[CrossRef]

Se, T.

T. Se, N. Takatou, T. Kineri, and T. Tsuchiya, Mater. Sci. Eng. B 49, 61 (1997).
[CrossRef]

Setter, N.

A. L. Kholkin, K. G. Brooks, and N. Setter, Appl. Phys. Lett. 71, 2044 (1997).
[CrossRef]

Sheik-Bahae, M.

M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T. H. Wei, D. J. Hagan, and E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
[CrossRef]

Shi, W.

Q. Zhao, Y. Liu, W. Shi, W. Ren, L. Zhang, and X. Yao, Appl. Phys. Lett. 69, 458 (1996).
[CrossRef]

Smirl, A. L.

E. W. Van Stryland, H. Vanherzeele, M. A. Woodall, M. J. Soileua, A. L. Smirl, S. Guha, and T. F. Boggess, Opt. Eng. 24, 613 (1985).

Soileau, M. J.

Soileua, M. J.

E. W. Van Stryland, H. Vanherzeele, M. A. Woodall, M. J. Soileua, A. L. Smirl, S. Guha, and T. F. Boggess, Opt. Eng. 24, 613 (1985).

Takatou, N.

T. Se, N. Takatou, T. Kineri, and T. Tsuchiya, Mater. Sci. Eng. B 49, 61 (1997).
[CrossRef]

Tsuchiya, T.

T. Se, N. Takatou, T. Kineri, and T. Tsuchiya, Mater. Sci. Eng. B 49, 61 (1997).
[CrossRef]

Van Stryland, E. W.

D. C. Hutchings and E. W. Van Stryland, J. Opt. Soc. Am. B 9, 2065 (1992).
[CrossRef]

M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T. H. Wei, D. J. Hagan, and E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
[CrossRef]

D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, M. J. Soileau, and Y. Y. Wu, Opt. Lett. 13, 315 (1988).
[CrossRef] [PubMed]

E. W. Van Stryland, H. Vanherzeele, M. A. Woodall, M. J. Soileua, A. L. Smirl, S. Guha, and T. F. Boggess, Opt. Eng. 24, 613 (1985).

Vanherzeele, H.

E. W. Van Stryland, H. Vanherzeele, M. A. Woodall, M. J. Soileua, A. L. Smirl, S. Guha, and T. F. Boggess, Opt. Eng. 24, 613 (1985).

Wei, T. H.

M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T. H. Wei, D. J. Hagan, and E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
[CrossRef]

Wherrett, B. S.

B. S. Wherrett, J. Opt. Soc. Am. B 67, 1 (1984).

Wilson, I. H.

G. D. Hu, I. H. Wilson, J. B. Xu, C. P. Li, and S. P. Wong, Appl. Phys. Lett. 76, 1758 (2000).
[CrossRef]

Wong, S. P.

G. D. Hu, I. H. Wilson, J. B. Xu, C. P. Li, and S. P. Wong, Appl. Phys. Lett. 76, 1758 (2000).
[CrossRef]

Woodall, M. A.

E. W. Van Stryland, H. Vanherzeele, M. A. Woodall, M. J. Soileua, A. L. Smirl, S. Guha, and T. F. Boggess, Opt. Eng. 24, 613 (1985).

Wu, Y. Y.

Xu, J. B.

G. D. Hu, I. H. Wilson, J. B. Xu, C. P. Li, and S. P. Wong, Appl. Phys. Lett. 76, 1758 (2000).
[CrossRef]

Yao, X.

Q. Zhao, Y. Liu, W. Shi, W. Ren, L. Zhang, and X. Yao, Appl. Phys. Lett. 69, 458 (1996).
[CrossRef]

Yin, Z.

W. F. Zhang, M. S. Zhang, Z. Yin, Y. Z. Gu, Z. L. Du, and B. L. Yu, Appl. Phys. Lett. 75, 902 (1999).
[CrossRef]

Yu, B. L.

W. F. Zhang, M. S. Zhang, Z. Yin, Y. Z. Gu, Z. L. Du, and B. L. Yu, Appl. Phys. Lett. 75, 902 (1999).
[CrossRef]

Zhang, L.

Q. Zhao, Y. Liu, W. Shi, W. Ren, L. Zhang, and X. Yao, Appl. Phys. Lett. 69, 458 (1996).
[CrossRef]

Zhang, M. S.

W. F. Zhang, M. S. Zhang, Z. Yin, Y. Z. Gu, Z. L. Du, and B. L. Yu, Appl. Phys. Lett. 75, 902 (1999).
[CrossRef]

Zhang, W. F.

W. F. Zhang, M. S. Zhang, Z. Yin, Y. Z. Gu, Z. L. Du, and B. L. Yu, Appl. Phys. Lett. 75, 902 (1999).
[CrossRef]

Zhao, Q.

Q. Zhao, Y. Liu, W. Shi, W. Ren, L. Zhang, and X. Yao, Appl. Phys. Lett. 69, 458 (1996).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (4)

G. D. Hu, I. H. Wilson, J. B. Xu, C. P. Li, and S. P. Wong, Appl. Phys. Lett. 76, 1758 (2000).
[CrossRef]

W. F. Zhang, M. S. Zhang, Z. Yin, Y. Z. Gu, Z. L. Du, and B. L. Yu, Appl. Phys. Lett. 75, 902 (1999).
[CrossRef]

A. L. Kholkin, K. G. Brooks, and N. Setter, Appl. Phys. Lett. 71, 2044 (1997).
[CrossRef]

Q. Zhao, Y. Liu, W. Shi, W. Ren, L. Zhang, and X. Yao, Appl. Phys. Lett. 69, 458 (1996).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

M. Sheik-Bahae, A. A. Said, T. H. Wei, D. J. Hagan, and E. W. Van Stryland, IEEE J. Quantum Electron. 26, 760 (1990).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (2)

J. Phys. E (1)

J. C. Manifacier, J. Gasoit, and J. P. Fillard, J. Phys. E 9, 1002 (1979).
[CrossRef]

Mater. Sci. Eng. B (1)

T. Se, N. Takatou, T. Kineri, and T. Tsuchiya, Mater. Sci. Eng. B 49, 61 (1997).
[CrossRef]

Nature (1)

C. A. Paz de Araujo, J. D. Cuchiaro, L. D. McMillan, M. C. Scott, and J. F. Scott, Nature 374, 627 (1995).
[CrossRef]

Opt. Eng. (1)

E. W. Van Stryland, H. Vanherzeele, M. A. Woodall, M. J. Soileua, A. L. Smirl, S. Guha, and T. F. Boggess, Opt. Eng. 24, 613 (1985).

Opt. Lett. (1)

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

z-scan data from SBT thin films on quartz substrates (a) with and (b) without a collecting aperture, with a pulse width of 38   ps at 532  nm. (c) Result of (a) divided by (b).

Fig. 2
Fig. 2

z-scan data from SBT thin films on quartz substrates with a collecting aperture with a pulse width of 38  ps at 1.064 μm.

Fig. 3
Fig. 3

Output energy versus input energy for SBT thin film in a f/5 defocusing geometry. (a) 532-nm pulses: (1) linear transmission, (2) effects of two-photon absorption (all energy collected), (3) energy transmitted through an aperture. (b) 1.064μm: (1) linear transmission, (2) energy transmitted through an aperture.

Equations (3)

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

TS=1=m=0-βI0Leffmm+13/2,for βI0Leff<1,
ΔTp-ν0.4061-S0.25ΔΦ0,for ΔΦ0π,
ΔΦ0=80π2n2cn0λI0Leff,

Metrics