Abstract

Intensity-dependent polarization rotation that results from the simultaneous action of two third-order processes, self-phase modulation and four-wave mixing, is observed. The effect is recorded along the fourfold axis of a YVO4 crystal. The angle of rotation is proportional to the square of the input intensity–crystal length product. This is to the authors’ knowledge the first experimental evidence showing that intensity-dependent polarization rotation can be related to the real part of cubic susceptibility.

© 2002 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. W. A. Schroeder, D. S. McCallum, D. R. Harken, M. D. Dvorak, D. R. Andersen, A. L. Smirl, and B. S. Wherrett, J. Opt. Soc. Am. B 12, 401 (1995).
    [CrossRef]
  2. Yu. P. Svirko and N. I. Zheludev, Polarization of Light in Nonlinear Optics (Wiley, New York, 1998).
  3. M. G. Dubenskaya, R. S. Zadoyan, and N. I. Zheludev, J. Opt. Soc. Am. B 2, 1174 (1985).
    [CrossRef]
  4. A. I. Kovrigin, D. V. Yakovlev, B. V. Zhdanov, and N. I. Zheludev, Opt. Commun. 35, 92 (1980).
    [CrossRef]
  5. R. S. Zadoyan, N. I. Zheludev, and L. B. Meysner, Solid State Commun. 55, 713 (1985).
    [CrossRef]
  6. A. D. Petrenko and N. I. Zheludev, Opt. Acta 31, 1177 (1984).
    [CrossRef]
  7. M. I. Dykman and G. G. Tarasov, Fiz. Tverd. Tela (Leningrad) 24, 2396 (1982) [Sov. Phys. Solid State 24, 1361 (1982)].
  8. G. I. Petrov, O. Albert, J. Etchepare, and S. M. Saltiel, Opt. Lett. 26, 355 (2001).
    [CrossRef]
  9. A. A. Said, T. Xia, D. J. Hagan, E. W. Van Stryland, and M. Sheik-Bahae, J. Opt. Soc. Am. B 14, 824 (1997).
    [CrossRef]
  10. M. D. Dvorak, W. A. Schroeder, D. R. Andersen, A. L. Smirl, and B. S. Wherrett, IEEE J. Quantum Electron. 30, 256 (1994).
    [CrossRef]
  11. R. M. Azzam and N. M. Bashara, Elipsometry and Polarized Light (North-Holland, Amsterdam, 1977).
  12. A. Akhmanov, A. Dubovik, S. Saltiel, I. Tomov, and V. Tunkin, Pis’ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 20, 264 (1974) [Sov. Phys. JETP Lett. 20, 117 (1974)].
  13. V. Astinov, K. J. Kubarych, C. J. Milne, and R. J. D. Miller, Opt. Lett. 25, 853 (2000).
    [CrossRef]
  14. L. Misoguti, S. Backus, C. G. Durfee, R. Bartels, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 87, 013601 (2001).
    [CrossRef]
  15. C. G. Durfee, L. Misoguti, S. Backus, H. C. Kapteyn, and M. M. Murnane, J. Opt. Soc. Am. B 19, 822 (2002).
    [CrossRef]
  16. S. Saltiel, S. Tanev, and A. D. Boardman, Opt. Lett. 22, 148 (1997).
    [CrossRef] [PubMed]

2002 (1)

2001 (2)

L. Misoguti, S. Backus, C. G. Durfee, R. Bartels, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 87, 013601 (2001).
[CrossRef]

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

2000 (1)

1997 (2)

1995 (1)

1994 (1)

M. D. Dvorak, W. A. Schroeder, D. R. Andersen, A. L. Smirl, and B. S. Wherrett, IEEE J. Quantum Electron. 30, 256 (1994).
[CrossRef]

1985 (2)

M. G. Dubenskaya, R. S. Zadoyan, and N. I. Zheludev, J. Opt. Soc. Am. B 2, 1174 (1985).
[CrossRef]

R. S. Zadoyan, N. I. Zheludev, and L. B. Meysner, Solid State Commun. 55, 713 (1985).
[CrossRef]

1984 (1)

A. D. Petrenko and N. I. Zheludev, Opt. Acta 31, 1177 (1984).
[CrossRef]

1982 (1)

M. I. Dykman and G. G. Tarasov, Fiz. Tverd. Tela (Leningrad) 24, 2396 (1982) [Sov. Phys. Solid State 24, 1361 (1982)].

1980 (1)

A. I. Kovrigin, D. V. Yakovlev, B. V. Zhdanov, and N. I. Zheludev, Opt. Commun. 35, 92 (1980).
[CrossRef]

1974 (1)

A. Akhmanov, A. Dubovik, S. Saltiel, I. Tomov, and V. Tunkin, Pis’ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 20, 264 (1974) [Sov. Phys. JETP Lett. 20, 117 (1974)].

Akhmanov, A.

A. Akhmanov, A. Dubovik, S. Saltiel, I. Tomov, and V. Tunkin, Pis’ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 20, 264 (1974) [Sov. Phys. JETP Lett. 20, 117 (1974)].

Albert, O.

Andersen, D. R.

W. A. Schroeder, D. S. McCallum, D. R. Harken, M. D. Dvorak, D. R. Andersen, A. L. Smirl, and B. S. Wherrett, J. Opt. Soc. Am. B 12, 401 (1995).
[CrossRef]

M. D. Dvorak, W. A. Schroeder, D. R. Andersen, A. L. Smirl, and B. S. Wherrett, IEEE J. Quantum Electron. 30, 256 (1994).
[CrossRef]

Astinov, V.

Azzam, R. M.

R. M. Azzam and N. M. Bashara, Elipsometry and Polarized Light (North-Holland, Amsterdam, 1977).

Backus, S.

C. G. Durfee, L. Misoguti, S. Backus, H. C. Kapteyn, and M. M. Murnane, J. Opt. Soc. Am. B 19, 822 (2002).
[CrossRef]

L. Misoguti, S. Backus, C. G. Durfee, R. Bartels, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 87, 013601 (2001).
[CrossRef]

Bartels, R.

L. Misoguti, S. Backus, C. G. Durfee, R. Bartels, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 87, 013601 (2001).
[CrossRef]

Bashara, N. M.

R. M. Azzam and N. M. Bashara, Elipsometry and Polarized Light (North-Holland, Amsterdam, 1977).

Boardman, A. D.

Dubenskaya, M. G.

Dubovik, A.

A. Akhmanov, A. Dubovik, S. Saltiel, I. Tomov, and V. Tunkin, Pis’ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 20, 264 (1974) [Sov. Phys. JETP Lett. 20, 117 (1974)].

Durfee, C. G.

C. G. Durfee, L. Misoguti, S. Backus, H. C. Kapteyn, and M. M. Murnane, J. Opt. Soc. Am. B 19, 822 (2002).
[CrossRef]

L. Misoguti, S. Backus, C. G. Durfee, R. Bartels, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 87, 013601 (2001).
[CrossRef]

Dvorak, M. D.

W. A. Schroeder, D. S. McCallum, D. R. Harken, M. D. Dvorak, D. R. Andersen, A. L. Smirl, and B. S. Wherrett, J. Opt. Soc. Am. B 12, 401 (1995).
[CrossRef]

M. D. Dvorak, W. A. Schroeder, D. R. Andersen, A. L. Smirl, and B. S. Wherrett, IEEE J. Quantum Electron. 30, 256 (1994).
[CrossRef]

Dykman, M. I.

M. I. Dykman and G. G. Tarasov, Fiz. Tverd. Tela (Leningrad) 24, 2396 (1982) [Sov. Phys. Solid State 24, 1361 (1982)].

Etchepare, J.

Hagan, D. J.

Harken, D. R.

Kapteyn, H. C.

C. G. Durfee, L. Misoguti, S. Backus, H. C. Kapteyn, and M. M. Murnane, J. Opt. Soc. Am. B 19, 822 (2002).
[CrossRef]

L. Misoguti, S. Backus, C. G. Durfee, R. Bartels, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 87, 013601 (2001).
[CrossRef]

Kovrigin, A. I.

A. I. Kovrigin, D. V. Yakovlev, B. V. Zhdanov, and N. I. Zheludev, Opt. Commun. 35, 92 (1980).
[CrossRef]

Kubarych, K. J.

McCallum, D. S.

Meysner, L. B.

R. S. Zadoyan, N. I. Zheludev, and L. B. Meysner, Solid State Commun. 55, 713 (1985).
[CrossRef]

Miller, R. J. D.

Milne, C. J.

Misoguti, L.

C. G. Durfee, L. Misoguti, S. Backus, H. C. Kapteyn, and M. M. Murnane, J. Opt. Soc. Am. B 19, 822 (2002).
[CrossRef]

L. Misoguti, S. Backus, C. G. Durfee, R. Bartels, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 87, 013601 (2001).
[CrossRef]

Murnane, M. M.

C. G. Durfee, L. Misoguti, S. Backus, H. C. Kapteyn, and M. M. Murnane, J. Opt. Soc. Am. B 19, 822 (2002).
[CrossRef]

L. Misoguti, S. Backus, C. G. Durfee, R. Bartels, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 87, 013601 (2001).
[CrossRef]

Petrenko, A. D.

A. D. Petrenko and N. I. Zheludev, Opt. Acta 31, 1177 (1984).
[CrossRef]

Petrov, G. I.

Said, A. A.

Saltiel, S.

S. Saltiel, S. Tanev, and A. D. Boardman, Opt. Lett. 22, 148 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

A. Akhmanov, A. Dubovik, S. Saltiel, I. Tomov, and V. Tunkin, Pis’ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 20, 264 (1974) [Sov. Phys. JETP Lett. 20, 117 (1974)].

Saltiel, S. M.

Schroeder, W. A.

W. A. Schroeder, D. S. McCallum, D. R. Harken, M. D. Dvorak, D. R. Andersen, A. L. Smirl, and B. S. Wherrett, J. Opt. Soc. Am. B 12, 401 (1995).
[CrossRef]

M. D. Dvorak, W. A. Schroeder, D. R. Andersen, A. L. Smirl, and B. S. Wherrett, IEEE J. Quantum Electron. 30, 256 (1994).
[CrossRef]

Sheik-Bahae, M.

Smirl, A. L.

W. A. Schroeder, D. S. McCallum, D. R. Harken, M. D. Dvorak, D. R. Andersen, A. L. Smirl, and B. S. Wherrett, J. Opt. Soc. Am. B 12, 401 (1995).
[CrossRef]

M. D. Dvorak, W. A. Schroeder, D. R. Andersen, A. L. Smirl, and B. S. Wherrett, IEEE J. Quantum Electron. 30, 256 (1994).
[CrossRef]

Svirko, Yu. P.

Yu. P. Svirko and N. I. Zheludev, Polarization of Light in Nonlinear Optics (Wiley, New York, 1998).

Tanev, S.

Tarasov, G. G.

M. I. Dykman and G. G. Tarasov, Fiz. Tverd. Tela (Leningrad) 24, 2396 (1982) [Sov. Phys. Solid State 24, 1361 (1982)].

Tomov, I.

A. Akhmanov, A. Dubovik, S. Saltiel, I. Tomov, and V. Tunkin, Pis’ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 20, 264 (1974) [Sov. Phys. JETP Lett. 20, 117 (1974)].

Tunkin, V.

A. Akhmanov, A. Dubovik, S. Saltiel, I. Tomov, and V. Tunkin, Pis’ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 20, 264 (1974) [Sov. Phys. JETP Lett. 20, 117 (1974)].

Van Stryland, E. W.

Wherrett, B. S.

W. A. Schroeder, D. S. McCallum, D. R. Harken, M. D. Dvorak, D. R. Andersen, A. L. Smirl, and B. S. Wherrett, J. Opt. Soc. Am. B 12, 401 (1995).
[CrossRef]

M. D. Dvorak, W. A. Schroeder, D. R. Andersen, A. L. Smirl, and B. S. Wherrett, IEEE J. Quantum Electron. 30, 256 (1994).
[CrossRef]

Xia, T.

Yakovlev, D. V.

A. I. Kovrigin, D. V. Yakovlev, B. V. Zhdanov, and N. I. Zheludev, Opt. Commun. 35, 92 (1980).
[CrossRef]

Zadoyan, R. S.

M. G. Dubenskaya, R. S. Zadoyan, and N. I. Zheludev, J. Opt. Soc. Am. B 2, 1174 (1985).
[CrossRef]

R. S. Zadoyan, N. I. Zheludev, and L. B. Meysner, Solid State Commun. 55, 713 (1985).
[CrossRef]

Zhdanov, B. V.

A. I. Kovrigin, D. V. Yakovlev, B. V. Zhdanov, and N. I. Zheludev, Opt. Commun. 35, 92 (1980).
[CrossRef]

Zheludev, N. I.

R. S. Zadoyan, N. I. Zheludev, and L. B. Meysner, Solid State Commun. 55, 713 (1985).
[CrossRef]

M. G. Dubenskaya, R. S. Zadoyan, and N. I. Zheludev, J. Opt. Soc. Am. B 2, 1174 (1985).
[CrossRef]

A. D. Petrenko and N. I. Zheludev, Opt. Acta 31, 1177 (1984).
[CrossRef]

A. I. Kovrigin, D. V. Yakovlev, B. V. Zhdanov, and N. I. Zheludev, Opt. Commun. 35, 92 (1980).
[CrossRef]

Yu. P. Svirko and N. I. Zheludev, Polarization of Light in Nonlinear Optics (Wiley, New York, 1998).

Fiz. Tverd. Tela (Leningrad) (1)

M. I. Dykman and G. G. Tarasov, Fiz. Tverd. Tela (Leningrad) 24, 2396 (1982) [Sov. Phys. Solid State 24, 1361 (1982)].

IEEE J. Quantum Electron. (1)

M. D. Dvorak, W. A. Schroeder, D. R. Andersen, A. L. Smirl, and B. S. Wherrett, IEEE J. Quantum Electron. 30, 256 (1994).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (4)

Opt. Acta (1)

A. D. Petrenko and N. I. Zheludev, Opt. Acta 31, 1177 (1984).
[CrossRef]

Opt. Commun. (1)

A. I. Kovrigin, D. V. Yakovlev, B. V. Zhdanov, and N. I. Zheludev, Opt. Commun. 35, 92 (1980).
[CrossRef]

Opt. Lett. (3)

Phys. Rev. Lett. (1)

L. Misoguti, S. Backus, C. G. Durfee, R. Bartels, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 87, 013601 (2001).
[CrossRef]

Pis’ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. (1)

A. Akhmanov, A. Dubovik, S. Saltiel, I. Tomov, and V. Tunkin, Pis’ma Zh. Eksp. Teor. Fiz. 20, 264 (1974) [Sov. Phys. JETP Lett. 20, 117 (1974)].

Solid State Commun. (1)

R. S. Zadoyan, N. I. Zheludev, and L. B. Meysner, Solid State Commun. 55, 713 (1985).
[CrossRef]

Other (2)

Yu. P. Svirko and N. I. Zheludev, Polarization of Light in Nonlinear Optics (Wiley, New York, 1998).

R. M. Azzam and N. M. Bashara, Elipsometry and Polarized Light (North-Holland, Amsterdam, 1977).

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 (1)

Fig. 1
Fig. 1

(a) Evolution of a signal, through a crossed polarizer and analyzer, as a function of rotation of an YVO4 sample about its c axis. The vertical lines mark the angles where the input polarization is parallel to the [100], [110], or [010] axis. Dashed curve, a fit to the experimental points according to predictions of Eq. (6). (b) Variation of efficiency η=B2/Ao2 as a function of input laser energy. The solid curve is a quadratic fit. (c) Analysis of the output signal (normalized to input intensity) with respect to angular detuning of the analyzer for three input energies E. Zero position corresponds to an exactly crossed polarizer and analyzer. Solid curves are parabolic fits according to relations (3).

Equations (8)

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

dA/dz=iγA2A,  dB/dz=iγA2A,
A=A0 expiγA02L,
B=A0γ/γexpiγA02L-1.
Sδ δ-2γ sinγA02L/22γ2+γ sinγA02Lγ2.
δ0½γγA04L2,  2γA02L2.
δ0-γA02L+½γγ-γγA04L2,
2γA02L+½γγ+γγA04L22.
η2γ/γ2sin2γA02L/2.

Metrics