Abstract

We demonstrate a type of Raman self-focusing and -defocusing that is inherent in operation at maximum coherence. In this regime the two-photon detuning from the Raman resonance controls the refractive index of the medium.

© 2002 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. E. Harris and A. V. Sokolov, Phys. Rev. Lett. 81, 2894 (1998).
    [CrossRef]
  2. A. V. Sokolov, D. R. Walker, D. D. Yavuz, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 85, 562 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. D. D. Yavuz, D. R. Walker, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Opt. Lett. 27, 769 (2002).
    [CrossRef]
  4. J. Q. Liang, M. Katsuragawa, F. Le Kien, and K. Hakuta, Phys. Rev. Lett. 85, 2474 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. S. Uetake, M. Katsuragawa, M. Suzuki, and K. Hakuta, Phys. Rev. A 61, 011803 (1999).
    [CrossRef]
  6. S. E. Harris, Opt. Lett. 19, 2018 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. S. E. Harris and A. V. Sokolov, Phys. Rev. A 55, R4019 (1997).
    [CrossRef]
  8. D. D. Yavuz, A. V. Sokolov, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 84, 75 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. A. V. Sokolov, S. J. Sharpe, M. Shverdin, D. R. Walker, D. D. Yavuz, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Opt. Lett. 26, 728 (2001).
    [CrossRef]
  10. V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, R. V. Serov, K. F. Shipilov, and T. A. Schmaonov, Phys. Lett. A 47, 381 (1974).
    [CrossRef]
  11. A. D. Kudryavtseva and A. I. Sokolovskaya, Sov. J. Quantum Electron. 4, 531 (1974).
    [CrossRef]
  12. V. A. Isakov, A. P. Kanavin, and I. V. Smetanin, Proc. SPIE 2797, 18 (1996).
    [CrossRef]
  13. G.-S. He, D. Liu, and S.-H. Liu, Opt. Commun. 70, 145 (1989).
    [CrossRef]
  14. G. L. Eesley, M. D. Levenson, and W. M. Tolles, IEEE J. Quantum Electron. 14, 45 (1978).
    [CrossRef]
  15. A. Owyoung, IEEE J. Quantum Electron. 14, 192 (1978).
    [CrossRef]
  16. G. J. Rosasco and W. S. Hurst, Phys. Rev. A 32, 281 (1985).
    [CrossRef] [PubMed]
  17. H. Kawano, Y. Hirakawa, and T. Imasaka, IEEE J. Quantum Electron. 34, 260 (1998).
    [CrossRef]
  18. L. L. Losev and A. P. Lutsenko, Quantum Electron. 23, 919 (1993).
    [CrossRef]
  19. M. Wittman, A. Nazarkin, and G. Korn, Opt. Lett. 26, 298 (2001).
    [CrossRef]
  20. R. A. Bartels, T. C. Weinacht, S. R. Leone, H. C. Kapteyn, and M. M. Murnane, Phys. Rev. Lett. 88, 033001 (2002).
    [CrossRef]

2002 (2)

D. D. Yavuz, D. R. Walker, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Opt. Lett. 27, 769 (2002).
[CrossRef]

R. A. Bartels, T. C. Weinacht, S. R. Leone, H. C. Kapteyn, and M. M. Murnane, Phys. Rev. Lett. 88, 033001 (2002).
[CrossRef]

2001 (2)

2000 (3)

J. Q. Liang, M. Katsuragawa, F. Le Kien, and K. Hakuta, Phys. Rev. Lett. 85, 2474 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

A. V. Sokolov, D. R. Walker, D. D. Yavuz, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 85, 562 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

D. D. Yavuz, A. V. Sokolov, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 84, 75 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

1999 (1)

S. Uetake, M. Katsuragawa, M. Suzuki, and K. Hakuta, Phys. Rev. A 61, 011803 (1999).
[CrossRef]

1998 (2)

S. E. Harris and A. V. Sokolov, Phys. Rev. Lett. 81, 2894 (1998).
[CrossRef]

H. Kawano, Y. Hirakawa, and T. Imasaka, IEEE J. Quantum Electron. 34, 260 (1998).
[CrossRef]

1997 (1)

S. E. Harris and A. V. Sokolov, Phys. Rev. A 55, R4019 (1997).
[CrossRef]

1996 (1)

V. A. Isakov, A. P. Kanavin, and I. V. Smetanin, Proc. SPIE 2797, 18 (1996).
[CrossRef]

1994 (1)

1993 (1)

L. L. Losev and A. P. Lutsenko, Quantum Electron. 23, 919 (1993).
[CrossRef]

1989 (1)

G.-S. He, D. Liu, and S.-H. Liu, Opt. Commun. 70, 145 (1989).
[CrossRef]

1985 (1)

G. J. Rosasco and W. S. Hurst, Phys. Rev. A 32, 281 (1985).
[CrossRef] [PubMed]

1978 (2)

G. L. Eesley, M. D. Levenson, and W. M. Tolles, IEEE J. Quantum Electron. 14, 45 (1978).
[CrossRef]

A. Owyoung, IEEE J. Quantum Electron. 14, 192 (1978).
[CrossRef]

1974 (2)

V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, R. V. Serov, K. F. Shipilov, and T. A. Schmaonov, Phys. Lett. A 47, 381 (1974).
[CrossRef]

A. D. Kudryavtseva and A. I. Sokolovskaya, Sov. J. Quantum Electron. 4, 531 (1974).
[CrossRef]

Bartels, R. A.

R. A. Bartels, T. C. Weinacht, S. R. Leone, H. C. Kapteyn, and M. M. Murnane, Phys. Rev. Lett. 88, 033001 (2002).
[CrossRef]

Eesley, G. L.

G. L. Eesley, M. D. Levenson, and W. M. Tolles, IEEE J. Quantum Electron. 14, 45 (1978).
[CrossRef]

Hakuta, K.

J. Q. Liang, M. Katsuragawa, F. Le Kien, and K. Hakuta, Phys. Rev. Lett. 85, 2474 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

S. Uetake, M. Katsuragawa, M. Suzuki, and K. Hakuta, Phys. Rev. A 61, 011803 (1999).
[CrossRef]

Harris, S. E.

D. D. Yavuz, D. R. Walker, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Opt. Lett. 27, 769 (2002).
[CrossRef]

A. V. Sokolov, S. J. Sharpe, M. Shverdin, D. R. Walker, D. D. Yavuz, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Opt. Lett. 26, 728 (2001).
[CrossRef]

D. D. Yavuz, A. V. Sokolov, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 84, 75 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

A. V. Sokolov, D. R. Walker, D. D. Yavuz, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 85, 562 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

S. E. Harris and A. V. Sokolov, Phys. Rev. Lett. 81, 2894 (1998).
[CrossRef]

S. E. Harris and A. V. Sokolov, Phys. Rev. A 55, R4019 (1997).
[CrossRef]

S. E. Harris, Opt. Lett. 19, 2018 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

He, G.-S.

G.-S. He, D. Liu, and S.-H. Liu, Opt. Commun. 70, 145 (1989).
[CrossRef]

Hirakawa, Y.

H. Kawano, Y. Hirakawa, and T. Imasaka, IEEE J. Quantum Electron. 34, 260 (1998).
[CrossRef]

Hurst, W. S.

G. J. Rosasco and W. S. Hurst, Phys. Rev. A 32, 281 (1985).
[CrossRef] [PubMed]

Imasaka, T.

H. Kawano, Y. Hirakawa, and T. Imasaka, IEEE J. Quantum Electron. 34, 260 (1998).
[CrossRef]

Isakov, V. A.

V. A. Isakov, A. P. Kanavin, and I. V. Smetanin, Proc. SPIE 2797, 18 (1996).
[CrossRef]

Kanavin, A. P.

V. A. Isakov, A. P. Kanavin, and I. V. Smetanin, Proc. SPIE 2797, 18 (1996).
[CrossRef]

Kapteyn, H. C.

R. A. Bartels, T. C. Weinacht, S. R. Leone, H. C. Kapteyn, and M. M. Murnane, Phys. Rev. Lett. 88, 033001 (2002).
[CrossRef]

Katsuragawa, M.

J. Q. Liang, M. Katsuragawa, F. Le Kien, and K. Hakuta, Phys. Rev. Lett. 85, 2474 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

S. Uetake, M. Katsuragawa, M. Suzuki, and K. Hakuta, Phys. Rev. A 61, 011803 (1999).
[CrossRef]

Kawano, H.

H. Kawano, Y. Hirakawa, and T. Imasaka, IEEE J. Quantum Electron. 34, 260 (1998).
[CrossRef]

Korn, G.

Korobkin, V. V.

V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, R. V. Serov, K. F. Shipilov, and T. A. Schmaonov, Phys. Lett. A 47, 381 (1974).
[CrossRef]

Kudryavtseva, A. D.

A. D. Kudryavtseva and A. I. Sokolovskaya, Sov. J. Quantum Electron. 4, 531 (1974).
[CrossRef]

Le Kien, F.

J. Q. Liang, M. Katsuragawa, F. Le Kien, and K. Hakuta, Phys. Rev. Lett. 85, 2474 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Leone, S. R.

R. A. Bartels, T. C. Weinacht, S. R. Leone, H. C. Kapteyn, and M. M. Murnane, Phys. Rev. Lett. 88, 033001 (2002).
[CrossRef]

Levenson, M. D.

G. L. Eesley, M. D. Levenson, and W. M. Tolles, IEEE J. Quantum Electron. 14, 45 (1978).
[CrossRef]

Liang, J. Q.

J. Q. Liang, M. Katsuragawa, F. Le Kien, and K. Hakuta, Phys. Rev. Lett. 85, 2474 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Liu, D.

G.-S. He, D. Liu, and S.-H. Liu, Opt. Commun. 70, 145 (1989).
[CrossRef]

Liu, S.-H.

G.-S. He, D. Liu, and S.-H. Liu, Opt. Commun. 70, 145 (1989).
[CrossRef]

Losev, L. L.

L. L. Losev and A. P. Lutsenko, Quantum Electron. 23, 919 (1993).
[CrossRef]

Lutsenko, A. P.

L. L. Losev and A. P. Lutsenko, Quantum Electron. 23, 919 (1993).
[CrossRef]

Murnane, M. M.

R. A. Bartels, T. C. Weinacht, S. R. Leone, H. C. Kapteyn, and M. M. Murnane, Phys. Rev. Lett. 88, 033001 (2002).
[CrossRef]

Nazarkin, A.

Owyoung, A.

A. Owyoung, IEEE J. Quantum Electron. 14, 192 (1978).
[CrossRef]

Prokhorov, A. M.

V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, R. V. Serov, K. F. Shipilov, and T. A. Schmaonov, Phys. Lett. A 47, 381 (1974).
[CrossRef]

Rosasco, G. J.

G. J. Rosasco and W. S. Hurst, Phys. Rev. A 32, 281 (1985).
[CrossRef] [PubMed]

Schmaonov, T. A.

V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, R. V. Serov, K. F. Shipilov, and T. A. Schmaonov, Phys. Lett. A 47, 381 (1974).
[CrossRef]

Serov, R. V.

V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, R. V. Serov, K. F. Shipilov, and T. A. Schmaonov, Phys. Lett. A 47, 381 (1974).
[CrossRef]

Sharpe, S. J.

Shipilov, K. F.

V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, R. V. Serov, K. F. Shipilov, and T. A. Schmaonov, Phys. Lett. A 47, 381 (1974).
[CrossRef]

Shverdin, M.

Smetanin, I. V.

V. A. Isakov, A. P. Kanavin, and I. V. Smetanin, Proc. SPIE 2797, 18 (1996).
[CrossRef]

Sokolov, A. V.

A. V. Sokolov, S. J. Sharpe, M. Shverdin, D. R. Walker, D. D. Yavuz, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Opt. Lett. 26, 728 (2001).
[CrossRef]

A. V. Sokolov, D. R. Walker, D. D. Yavuz, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 85, 562 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

D. D. Yavuz, A. V. Sokolov, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 84, 75 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

S. E. Harris and A. V. Sokolov, Phys. Rev. Lett. 81, 2894 (1998).
[CrossRef]

S. E. Harris and A. V. Sokolov, Phys. Rev. A 55, R4019 (1997).
[CrossRef]

Sokolovskaya, A. I.

A. D. Kudryavtseva and A. I. Sokolovskaya, Sov. J. Quantum Electron. 4, 531 (1974).
[CrossRef]

Suzuki, M.

S. Uetake, M. Katsuragawa, M. Suzuki, and K. Hakuta, Phys. Rev. A 61, 011803 (1999).
[CrossRef]

Tolles, W. M.

G. L. Eesley, M. D. Levenson, and W. M. Tolles, IEEE J. Quantum Electron. 14, 45 (1978).
[CrossRef]

Uetake, S.

S. Uetake, M. Katsuragawa, M. Suzuki, and K. Hakuta, Phys. Rev. A 61, 011803 (1999).
[CrossRef]

Walker, D. R.

Weinacht, T. C.

R. A. Bartels, T. C. Weinacht, S. R. Leone, H. C. Kapteyn, and M. M. Murnane, Phys. Rev. Lett. 88, 033001 (2002).
[CrossRef]

Wittman, M.

Yavuz, D. D.

D. D. Yavuz, D. R. Walker, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Opt. Lett. 27, 769 (2002).
[CrossRef]

A. V. Sokolov, S. J. Sharpe, M. Shverdin, D. R. Walker, D. D. Yavuz, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Opt. Lett. 26, 728 (2001).
[CrossRef]

D. D. Yavuz, A. V. Sokolov, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 84, 75 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

A. V. Sokolov, D. R. Walker, D. D. Yavuz, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 85, 562 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Yin, G. Y.

IEEE J. Quantum Electron. (3)

G. L. Eesley, M. D. Levenson, and W. M. Tolles, IEEE J. Quantum Electron. 14, 45 (1978).
[CrossRef]

A. Owyoung, IEEE J. Quantum Electron. 14, 192 (1978).
[CrossRef]

H. Kawano, Y. Hirakawa, and T. Imasaka, IEEE J. Quantum Electron. 34, 260 (1998).
[CrossRef]

Opt. Commun. (1)

G.-S. He, D. Liu, and S.-H. Liu, Opt. Commun. 70, 145 (1989).
[CrossRef]

Opt. Lett. (4)

Phys. Lett. A (1)

V. V. Korobkin, A. M. Prokhorov, R. V. Serov, K. F. Shipilov, and T. A. Schmaonov, Phys. Lett. A 47, 381 (1974).
[CrossRef]

Phys. Rev. A (3)

S. E. Harris and A. V. Sokolov, Phys. Rev. A 55, R4019 (1997).
[CrossRef]

G. J. Rosasco and W. S. Hurst, Phys. Rev. A 32, 281 (1985).
[CrossRef] [PubMed]

S. Uetake, M. Katsuragawa, M. Suzuki, and K. Hakuta, Phys. Rev. A 61, 011803 (1999).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (5)

R. A. Bartels, T. C. Weinacht, S. R. Leone, H. C. Kapteyn, and M. M. Murnane, Phys. Rev. Lett. 88, 033001 (2002).
[CrossRef]

D. D. Yavuz, A. V. Sokolov, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 84, 75 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

J. Q. Liang, M. Katsuragawa, F. Le Kien, and K. Hakuta, Phys. Rev. Lett. 85, 2474 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

S. E. Harris and A. V. Sokolov, Phys. Rev. Lett. 81, 2894 (1998).
[CrossRef]

A. V. Sokolov, D. R. Walker, D. D. Yavuz, G. Y. Yin, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 85, 562 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Proc. SPIE (1)

V. A. Isakov, A. P. Kanavin, and I. V. Smetanin, Proc. SPIE 2797, 18 (1996).
[CrossRef]

Quantum Electron. (1)

L. L. Losev and A. P. Lutsenko, Quantum Electron. 23, 919 (1993).
[CrossRef]

Sov. J. Quantum Electron. (1)

A. D. Kudryavtseva and A. I. Sokolovskaya, Sov. J. Quantum Electron. 4, 531 (1974).
[CrossRef]

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

Experimental setup and energy-level schematic. The applied pump and Stokes lasers with opposite circular polarization coherently drive the Raman transition. As shown, the detuning Δω is positive, exciting the phased molecular state.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Refractive index of the Stokes beam above vacuum variation as calculated with Eqs. (2). (b) Stokes beam diameter at FWHM versus the two-photon Raman detuning. Each beam diameter data point is the average of 50 shots; the error bars represent the standard deviation of each data point. The dashed line is the Stokes beam diameter 1.70±0.03 mm in the absence of Raman interaction.

Fig. 3
Fig. 3

Stokes beam (a) defocused Δω=-180 MHz and (b) focused Δω=420 MHz images captured with a CCD camera. The vertically averaged beam intensity profile is below each image.

Equations (2)

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

Epz=-jηωpNapρaaEp+dpρbbEp+bp*ρabEs, Esz=-jηωsNasρaaEs+dsρbbEs+bpρab*Ep,
npr=1+N0apρaa+dpρbb±bp*ρabrEsrEpr, nsr=1+N0asρaa+dsρbb±bpρabrEprEsr,

Metrics