Abstract

We describe a novel type of second-order cascading by which the signal that is cross polarized to the pump can be split with an efficiency of more than 100%. The process requires the simultaneous phase matching of two second-order parametric interactions, which can easily be achieved with recently fabricated two-dimensional nonlinear photonic crystals.

© 2002 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. See, e.g., G. Stegeman, D. Hagan, and L. Torner, Opt. Quantum Electron. 28, 1691 (1996).
    [CrossRef]
  2. S. A. Akhmanov, L. B. Meisner, S. T. Parinov, S. M. Saltiel, and V. G. Tunkin, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 73, 1710 (1977) [JETP 46, 898 (1977)].
  3. P. S. Banks, M. D. Feit, and M. D. Perry, J. Opt. Soc. Am. B 19, 102 (2002).
    [CrossRef]
  4. S. Saltiel, K. Koynov, Y. Deyanova, and Yu. S. Kivshar, J. Opt. Soc. Am. 17, 959 (2000).
    [CrossRef]
  5. Yu. S. Kivshar, A. A. Sukhorukov, and S. M. Saltiel, Phys. Rev. E 60, R5056 (1999).
    [CrossRef]
  6. I. Towers, R. Sammut, A. V. Buryak, and B. A. Malomed, Opt. Lett. 24, 1738 (1999).
    [CrossRef]
  7. S. Saltiel and Y. Deyanova, Opt. Lett. 24, 1296 (1999).
    [CrossRef]
  8. G. I. Petrov, O. Albert, J. Etchepare, and S. M. Saltiel, Opt. Lett. 26, 355 (2001).
    [CrossRef]
  9. M. H. Chou, J. Hauden, M. A. Arbore, and M. M. Fejer, Opt. Lett. 23, 1004 (1998).
    [CrossRef]
  10. K. Gallo and G. Assanto, J. Opt. Soc. Am. 16, 741 (1999).
    [CrossRef]
  11. G. P. Banfi, P. K. Datta, V. Degiorgio, G. Donelli, D. Fortusini, and J. N. Sherwood, Opt. Lett. 23, 439 (1998).
    [CrossRef]
  12. S. Saltiel and Yu. S. Kivshar, Opt. Lett. 25, 1204, 1612(E) (2000).
  13. M. M. Fejer, G. A. Magel, D. H. Jundt, and R. L. Byer, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2631 (1992).
    [CrossRef]
  14. S. M. Saltiel and Yu. S. Kivshar, Bulg. J. Phys. 27, 57 (2000).
  15. N. G. R. Broderick, G. W. Ross, H. L. Offerhaus, D. J. Richardson, and D. C. Hanna, Phys. Rev. Lett. 84, 4345 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  16. M. de Sterke, S. M. Saltiel, and Yu. S. Kivshar, Opt. Lett. 26, 539 (2001).
    [CrossRef]
  17. V. G. Dmitriev, G. G. Gurzadyan, and D. N. Nikogosyan, Handbook of Nonlinear Optical Crystals (Springer-Verlag, Berlin, 1999), p. 122.

2002

2001

2000

S. M. Saltiel and Yu. S. Kivshar, Bulg. J. Phys. 27, 57 (2000).

N. G. R. Broderick, G. W. Ross, H. L. Offerhaus, D. J. Richardson, and D. C. Hanna, Phys. Rev. Lett. 84, 4345 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

S. Saltiel and Yu. S. Kivshar, Opt. Lett. 25, 1204, 1612(E) (2000).

S. Saltiel, K. Koynov, Y. Deyanova, and Yu. S. Kivshar, J. Opt. Soc. Am. 17, 959 (2000).
[CrossRef]

1999

Yu. S. Kivshar, A. A. Sukhorukov, and S. M. Saltiel, Phys. Rev. E 60, R5056 (1999).
[CrossRef]

I. Towers, R. Sammut, A. V. Buryak, and B. A. Malomed, Opt. Lett. 24, 1738 (1999).
[CrossRef]

S. Saltiel and Y. Deyanova, Opt. Lett. 24, 1296 (1999).
[CrossRef]

K. Gallo and G. Assanto, J. Opt. Soc. Am. 16, 741 (1999).
[CrossRef]

1998

1996

See, e.g., G. Stegeman, D. Hagan, and L. Torner, Opt. Quantum Electron. 28, 1691 (1996).
[CrossRef]

1992

M. M. Fejer, G. A. Magel, D. H. Jundt, and R. L. Byer, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2631 (1992).
[CrossRef]

1977

S. A. Akhmanov, L. B. Meisner, S. T. Parinov, S. M. Saltiel, and V. G. Tunkin, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 73, 1710 (1977) [JETP 46, 898 (1977)].

Akhmanov, S. A.

S. A. Akhmanov, L. B. Meisner, S. T. Parinov, S. M. Saltiel, and V. G. Tunkin, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 73, 1710 (1977) [JETP 46, 898 (1977)].

Albert, O.

Arbore, M. A.

Assanto, G.

K. Gallo and G. Assanto, J. Opt. Soc. Am. 16, 741 (1999).
[CrossRef]

Banfi, G. P.

Banks, P. S.

Broderick, N. G. R.

N. G. R. Broderick, G. W. Ross, H. L. Offerhaus, D. J. Richardson, and D. C. Hanna, Phys. Rev. Lett. 84, 4345 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Buryak, A. V.

Byer, R. L.

M. M. Fejer, G. A. Magel, D. H. Jundt, and R. L. Byer, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2631 (1992).
[CrossRef]

Chou, M. H.

Datta, P. K.

de Sterke, M.

Degiorgio, V.

Deyanova, Y.

S. Saltiel, K. Koynov, Y. Deyanova, and Yu. S. Kivshar, J. Opt. Soc. Am. 17, 959 (2000).
[CrossRef]

S. Saltiel and Y. Deyanova, Opt. Lett. 24, 1296 (1999).
[CrossRef]

Dmitriev, V. G.

V. G. Dmitriev, G. G. Gurzadyan, and D. N. Nikogosyan, Handbook of Nonlinear Optical Crystals (Springer-Verlag, Berlin, 1999), p. 122.

Donelli, G.

Etchepare, J.

Feit, M. D.

Fejer, M. M.

M. H. Chou, J. Hauden, M. A. Arbore, and M. M. Fejer, Opt. Lett. 23, 1004 (1998).
[CrossRef]

M. M. Fejer, G. A. Magel, D. H. Jundt, and R. L. Byer, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2631 (1992).
[CrossRef]

Fortusini, D.

Gallo, K.

K. Gallo and G. Assanto, J. Opt. Soc. Am. 16, 741 (1999).
[CrossRef]

Gurzadyan, G. G.

V. G. Dmitriev, G. G. Gurzadyan, and D. N. Nikogosyan, Handbook of Nonlinear Optical Crystals (Springer-Verlag, Berlin, 1999), p. 122.

Hagan, D.

See, e.g., G. Stegeman, D. Hagan, and L. Torner, Opt. Quantum Electron. 28, 1691 (1996).
[CrossRef]

Hanna, D. C.

N. G. R. Broderick, G. W. Ross, H. L. Offerhaus, D. J. Richardson, and D. C. Hanna, Phys. Rev. Lett. 84, 4345 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Hauden, J.

Jundt, D. H.

M. M. Fejer, G. A. Magel, D. H. Jundt, and R. L. Byer, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2631 (1992).
[CrossRef]

Kivshar, Yu. S.

M. de Sterke, S. M. Saltiel, and Yu. S. Kivshar, Opt. Lett. 26, 539 (2001).
[CrossRef]

S. Saltiel and Yu. S. Kivshar, Opt. Lett. 25, 1204, 1612(E) (2000).

S. M. Saltiel and Yu. S. Kivshar, Bulg. J. Phys. 27, 57 (2000).

S. Saltiel, K. Koynov, Y. Deyanova, and Yu. S. Kivshar, J. Opt. Soc. Am. 17, 959 (2000).
[CrossRef]

Yu. S. Kivshar, A. A. Sukhorukov, and S. M. Saltiel, Phys. Rev. E 60, R5056 (1999).
[CrossRef]

Koynov, K.

S. Saltiel, K. Koynov, Y. Deyanova, and Yu. S. Kivshar, J. Opt. Soc. Am. 17, 959 (2000).
[CrossRef]

Magel, G. A.

M. M. Fejer, G. A. Magel, D. H. Jundt, and R. L. Byer, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2631 (1992).
[CrossRef]

Malomed, B. A.

Meisner, L. B.

S. A. Akhmanov, L. B. Meisner, S. T. Parinov, S. M. Saltiel, and V. G. Tunkin, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 73, 1710 (1977) [JETP 46, 898 (1977)].

Nikogosyan, D. N.

V. G. Dmitriev, G. G. Gurzadyan, and D. N. Nikogosyan, Handbook of Nonlinear Optical Crystals (Springer-Verlag, Berlin, 1999), p. 122.

Offerhaus, H. L.

N. G. R. Broderick, G. W. Ross, H. L. Offerhaus, D. J. Richardson, and D. C. Hanna, Phys. Rev. Lett. 84, 4345 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Parinov, S. T.

S. A. Akhmanov, L. B. Meisner, S. T. Parinov, S. M. Saltiel, and V. G. Tunkin, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 73, 1710 (1977) [JETP 46, 898 (1977)].

Perry, M. D.

Petrov, G. I.

Richardson, D. J.

N. G. R. Broderick, G. W. Ross, H. L. Offerhaus, D. J. Richardson, and D. C. Hanna, Phys. Rev. Lett. 84, 4345 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Ross, G. W.

N. G. R. Broderick, G. W. Ross, H. L. Offerhaus, D. J. Richardson, and D. C. Hanna, Phys. Rev. Lett. 84, 4345 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Saltiel, S.

S. Saltiel and Yu. S. Kivshar, Opt. Lett. 25, 1204, 1612(E) (2000).

S. Saltiel, K. Koynov, Y. Deyanova, and Yu. S. Kivshar, J. Opt. Soc. Am. 17, 959 (2000).
[CrossRef]

S. Saltiel and Y. Deyanova, Opt. Lett. 24, 1296 (1999).
[CrossRef]

Saltiel, S. M.

G. I. Petrov, O. Albert, J. Etchepare, and S. M. Saltiel, Opt. Lett. 26, 355 (2001).
[CrossRef]

M. de Sterke, S. M. Saltiel, and Yu. S. Kivshar, Opt. Lett. 26, 539 (2001).
[CrossRef]

S. M. Saltiel and Yu. S. Kivshar, Bulg. J. Phys. 27, 57 (2000).

Yu. S. Kivshar, A. A. Sukhorukov, and S. M. Saltiel, Phys. Rev. E 60, R5056 (1999).
[CrossRef]

S. A. Akhmanov, L. B. Meisner, S. T. Parinov, S. M. Saltiel, and V. G. Tunkin, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 73, 1710 (1977) [JETP 46, 898 (1977)].

Sammut, R.

Sherwood, J. N.

Stegeman, G.

See, e.g., G. Stegeman, D. Hagan, and L. Torner, Opt. Quantum Electron. 28, 1691 (1996).
[CrossRef]

Sukhorukov, A. A.

Yu. S. Kivshar, A. A. Sukhorukov, and S. M. Saltiel, Phys. Rev. E 60, R5056 (1999).
[CrossRef]

Torner, L.

See, e.g., G. Stegeman, D. Hagan, and L. Torner, Opt. Quantum Electron. 28, 1691 (1996).
[CrossRef]

Towers, I.

Tunkin, V. G.

S. A. Akhmanov, L. B. Meisner, S. T. Parinov, S. M. Saltiel, and V. G. Tunkin, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 73, 1710 (1977) [JETP 46, 898 (1977)].

Bulg. J. Phys.

S. M. Saltiel and Yu. S. Kivshar, Bulg. J. Phys. 27, 57 (2000).

IEEE J. Quantum Electron.

M. M. Fejer, G. A. Magel, D. H. Jundt, and R. L. Byer, IEEE J. Quantum Electron. 28, 2631 (1992).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am.

K. Gallo and G. Assanto, J. Opt. Soc. Am. 16, 741 (1999).
[CrossRef]

S. Saltiel, K. Koynov, Y. Deyanova, and Yu. S. Kivshar, J. Opt. Soc. Am. 17, 959 (2000).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B

Opt. Lett.

Opt. Quantum Electron.

See, e.g., G. Stegeman, D. Hagan, and L. Torner, Opt. Quantum Electron. 28, 1691 (1996).
[CrossRef]

Phys. Rev. E

Yu. S. Kivshar, A. A. Sukhorukov, and S. M. Saltiel, Phys. Rev. E 60, R5056 (1999).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett.

N. G. R. Broderick, G. W. Ross, H. L. Offerhaus, D. J. Richardson, and D. C. Hanna, Phys. Rev. Lett. 84, 4345 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Zh. Eksp. Teor. Fiz.

S. A. Akhmanov, L. B. Meisner, S. T. Parinov, S. M. Saltiel, and V. G. Tunkin, Zh. Eksp. Teor. Fiz. 73, 1710 (1977) [JETP 46, 898 (1977)].

Other

V. G. Dmitriev, G. G. Gurzadyan, and D. N. Nikogosyan, Handbook of Nonlinear Optical Crystals (Springer-Verlag, Berlin, 1999), p. 122.

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

Schematic of the suggested cascading interaction for (a) deflection and (b) splitting. Signal and pump are cross polarized. TS, transmitted signal; DS, DS1, DS2, deflected signals; P’s, polarizers.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Reciprocal lattice and the main reciprocal vectors of a 2DNLC structure. Phase matching for (b) the first and (c) the second steps of the process, z1pz1p-z2p and z2py1s-y1s. Phase matching for (d) the first and (e) the second steps of the process, y1py1p-z2p,z2pz1s-z1s. Drawings correspond to n1z<n2z<n1y.

Fig. 3
Fig. 3

Efficiency of the deflected (solid curves) and nondeflected (dashed curves) signals relative to normalized input pump amplitude, as given by the result [Eq. (2)] for the deflection scheme and for two values of the ratio ρ, namely, ρ=6, shown by thick curves (lower scale), and ρ=1/6, shown by thin curves (upper scale).

Equations (2)

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

idA1pdx=σ1A1p*A2 exp-iΔk1x, idA2dx=σ1A1p2 expiΔk1x+2σ2A1sA1s expiΔk2x, idA1sdx=σ2A2A1s* exp-iΔk2x, idA1sdx=σ2A2A1s* exp-iΔk2x.
η1η1s=¼sechσ1A0Lρ±coshσ1A0Lρ2,

Metrics