Abstract

We demonstrate a scheme for efficient switching and routing of low-power signals in waveguide arrays with second-order nonlinearity. With control beams the signal can be switched to different output positions and can be simultaneously converted to another wavelength with low cross talk.

© 2003 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. C. Schubert, J. Berger, S. Diez, H. J. Ehrke, R. Ludwig, U. Feiste, C. Schmidt, H. G. Weber, G. Toptchiyski, S. Randel, and K. Petermann, IEEE J. Lightwave Technol. 20, 618 (2002).
    [CrossRef]
  3. A. Kobyakov, E. Schmidt, and F. Lederer, J. Opt. Soc. Am. B 14, 3242 (1997).
    [CrossRef]
  4. I. Brener, B. Mikkelsen, G. Raybon, R. Harel, K. Parameswaran, J. Kurz, and M. M. Fejer, Electron. Lett. 36, 1788 (2000).
    [CrossRef]
  5. G. Schreiber, H. Suche, Y. L. Lee, W. Grundkotter, V. Quiring, R. Ricken, and W. Sohler, Appl. Phys. B 73, 501 (2001).
    [CrossRef]
  6. K. Gallo, G. Asssanto, K. P. Parameswaran, and M. M. Fejer, Appl. Phys. Lett. 79, 314 (2001).
    [CrossRef]
  7. D. Artigas, D. T. Reid, M. M. Fejer, and L. Torner, Opt. Lett. 27, 442 (2002).
    [CrossRef]
  8. M. C. Cardakli, D. Gurkan, S. A. Havstad, A. E. Willner, K. R. Parameswaran, M. M. Fejer, and I. Brenner, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 200 (2002).
    [CrossRef]
  9. R. Schiek, L. Friedrich, H. Fang, G. Stegeman, K. Parameswaran, M. Chou, and M. Fejer, Opt. Lett. 24, 1617 (1999).
    [CrossRef]
  10. H. S. Eisenberg, Y. Silberberg, R. Morandotti, and J. S. Aitchison, Phys. Rev. Lett. 85, 1863 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. T. Pertsch, T. Zentgraf, U. Peschel, A. Bräuer, and F. Lederer, Phys. Rev. Lett. 88, 093901 (2002).
    [CrossRef]
  12. T. Pertsch, T. Zentgraf, U. Peschel, A. Bräuer, and F. Lederer, Appl. Phys. Lett. 80, 3247 (2002).
    [CrossRef]

2002 (5)

C. Schubert, J. Berger, S. Diez, H. J. Ehrke, R. Ludwig, U. Feiste, C. Schmidt, H. G. Weber, G. Toptchiyski, S. Randel, and K. Petermann, IEEE J. Lightwave Technol. 20, 618 (2002).
[CrossRef]

D. Artigas, D. T. Reid, M. M. Fejer, and L. Torner, Opt. Lett. 27, 442 (2002).
[CrossRef]

M. C. Cardakli, D. Gurkan, S. A. Havstad, A. E. Willner, K. R. Parameswaran, M. M. Fejer, and I. Brenner, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 200 (2002).
[CrossRef]

T. Pertsch, T. Zentgraf, U. Peschel, A. Bräuer, and F. Lederer, Phys. Rev. Lett. 88, 093901 (2002).
[CrossRef]

T. Pertsch, T. Zentgraf, U. Peschel, A. Bräuer, and F. Lederer, Appl. Phys. Lett. 80, 3247 (2002).
[CrossRef]

2001 (2)

G. Schreiber, H. Suche, Y. L. Lee, W. Grundkotter, V. Quiring, R. Ricken, and W. Sohler, Appl. Phys. B 73, 501 (2001).
[CrossRef]

K. Gallo, G. Asssanto, K. P. Parameswaran, and M. M. Fejer, Appl. Phys. Lett. 79, 314 (2001).
[CrossRef]

2000 (2)

I. Brener, B. Mikkelsen, G. Raybon, R. Harel, K. Parameswaran, J. Kurz, and M. M. Fejer, Electron. Lett. 36, 1788 (2000).
[CrossRef]

H. S. Eisenberg, Y. Silberberg, R. Morandotti, and J. S. Aitchison, Phys. Rev. Lett. 85, 1863 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

1999 (2)

D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

R. Schiek, L. Friedrich, H. Fang, G. Stegeman, K. Parameswaran, M. Chou, and M. Fejer, Opt. Lett. 24, 1617 (1999).
[CrossRef]

1997 (1)

Aitchison, J. S.

H. S. Eisenberg, Y. Silberberg, R. Morandotti, and J. S. Aitchison, Phys. Rev. Lett. 85, 1863 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Artigas, D.

Asssanto, G.

K. Gallo, G. Asssanto, K. P. Parameswaran, and M. M. Fejer, Appl. Phys. Lett. 79, 314 (2001).
[CrossRef]

Berger, J.

C. Schubert, J. Berger, S. Diez, H. J. Ehrke, R. Ludwig, U. Feiste, C. Schmidt, H. G. Weber, G. Toptchiyski, S. Randel, and K. Petermann, IEEE J. Lightwave Technol. 20, 618 (2002).
[CrossRef]

Blow, K. J.

D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Bräuer, A.

T. Pertsch, T. Zentgraf, U. Peschel, A. Bräuer, and F. Lederer, Phys. Rev. Lett. 88, 093901 (2002).
[CrossRef]

T. Pertsch, T. Zentgraf, U. Peschel, A. Bräuer, and F. Lederer, Appl. Phys. Lett. 80, 3247 (2002).
[CrossRef]

Brener, I.

I. Brener, B. Mikkelsen, G. Raybon, R. Harel, K. Parameswaran, J. Kurz, and M. M. Fejer, Electron. Lett. 36, 1788 (2000).
[CrossRef]

Brenner, I.

M. C. Cardakli, D. Gurkan, S. A. Havstad, A. E. Willner, K. R. Parameswaran, M. M. Fejer, and I. Brenner, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 200 (2002).
[CrossRef]

Cardakli, M. C.

M. C. Cardakli, D. Gurkan, S. A. Havstad, A. E. Willner, K. R. Parameswaran, M. M. Fejer, and I. Brenner, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 200 (2002).
[CrossRef]

Chou, M.

Cotter, D.

D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Diez, S.

C. Schubert, J. Berger, S. Diez, H. J. Ehrke, R. Ludwig, U. Feiste, C. Schmidt, H. G. Weber, G. Toptchiyski, S. Randel, and K. Petermann, IEEE J. Lightwave Technol. 20, 618 (2002).
[CrossRef]

Ehrke, H. J.

C. Schubert, J. Berger, S. Diez, H. J. Ehrke, R. Ludwig, U. Feiste, C. Schmidt, H. G. Weber, G. Toptchiyski, S. Randel, and K. Petermann, IEEE J. Lightwave Technol. 20, 618 (2002).
[CrossRef]

Eisenberg, H. S.

H. S. Eisenberg, Y. Silberberg, R. Morandotti, and J. S. Aitchison, Phys. Rev. Lett. 85, 1863 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Ellis, A. D.

D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Fang, H.

Feiste, U.

C. Schubert, J. Berger, S. Diez, H. J. Ehrke, R. Ludwig, U. Feiste, C. Schmidt, H. G. Weber, G. Toptchiyski, S. Randel, and K. Petermann, IEEE J. Lightwave Technol. 20, 618 (2002).
[CrossRef]

Fejer, M.

Fejer, M. M.

D. Artigas, D. T. Reid, M. M. Fejer, and L. Torner, Opt. Lett. 27, 442 (2002).
[CrossRef]

M. C. Cardakli, D. Gurkan, S. A. Havstad, A. E. Willner, K. R. Parameswaran, M. M. Fejer, and I. Brenner, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 200 (2002).
[CrossRef]

K. Gallo, G. Asssanto, K. P. Parameswaran, and M. M. Fejer, Appl. Phys. Lett. 79, 314 (2001).
[CrossRef]

I. Brener, B. Mikkelsen, G. Raybon, R. Harel, K. Parameswaran, J. Kurz, and M. M. Fejer, Electron. Lett. 36, 1788 (2000).
[CrossRef]

Friedrich, L.

Gallo, K.

K. Gallo, G. Asssanto, K. P. Parameswaran, and M. M. Fejer, Appl. Phys. Lett. 79, 314 (2001).
[CrossRef]

Grundkotter, W.

G. Schreiber, H. Suche, Y. L. Lee, W. Grundkotter, V. Quiring, R. Ricken, and W. Sohler, Appl. Phys. B 73, 501 (2001).
[CrossRef]

Gurkan, D.

M. C. Cardakli, D. Gurkan, S. A. Havstad, A. E. Willner, K. R. Parameswaran, M. M. Fejer, and I. Brenner, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 200 (2002).
[CrossRef]

Harel, R.

I. Brener, B. Mikkelsen, G. Raybon, R. Harel, K. Parameswaran, J. Kurz, and M. M. Fejer, Electron. Lett. 36, 1788 (2000).
[CrossRef]

Havstad, S. A.

M. C. Cardakli, D. Gurkan, S. A. Havstad, A. E. Willner, K. R. Parameswaran, M. M. Fejer, and I. Brenner, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 200 (2002).
[CrossRef]

Kelly, A. E.

D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Kobyakov, A.

Kurz, J.

I. Brener, B. Mikkelsen, G. Raybon, R. Harel, K. Parameswaran, J. Kurz, and M. M. Fejer, Electron. Lett. 36, 1788 (2000).
[CrossRef]

Lederer, F.

T. Pertsch, T. Zentgraf, U. Peschel, A. Bräuer, and F. Lederer, Phys. Rev. Lett. 88, 093901 (2002).
[CrossRef]

T. Pertsch, T. Zentgraf, U. Peschel, A. Bräuer, and F. Lederer, Appl. Phys. Lett. 80, 3247 (2002).
[CrossRef]

A. Kobyakov, E. Schmidt, and F. Lederer, J. Opt. Soc. Am. B 14, 3242 (1997).
[CrossRef]

Lee, Y. L.

G. Schreiber, H. Suche, Y. L. Lee, W. Grundkotter, V. Quiring, R. Ricken, and W. Sohler, Appl. Phys. B 73, 501 (2001).
[CrossRef]

Ludwig, R.

C. Schubert, J. Berger, S. Diez, H. J. Ehrke, R. Ludwig, U. Feiste, C. Schmidt, H. G. Weber, G. Toptchiyski, S. Randel, and K. Petermann, IEEE J. Lightwave Technol. 20, 618 (2002).
[CrossRef]

Manning, R. J.

D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Mikkelsen, B.

I. Brener, B. Mikkelsen, G. Raybon, R. Harel, K. Parameswaran, J. Kurz, and M. M. Fejer, Electron. Lett. 36, 1788 (2000).
[CrossRef]

Morandotti, R.

H. S. Eisenberg, Y. Silberberg, R. Morandotti, and J. S. Aitchison, Phys. Rev. Lett. 85, 1863 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Nesset, D.

D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Parameswaran, K.

I. Brener, B. Mikkelsen, G. Raybon, R. Harel, K. Parameswaran, J. Kurz, and M. M. Fejer, Electron. Lett. 36, 1788 (2000).
[CrossRef]

R. Schiek, L. Friedrich, H. Fang, G. Stegeman, K. Parameswaran, M. Chou, and M. Fejer, Opt. Lett. 24, 1617 (1999).
[CrossRef]

Parameswaran, K. P.

K. Gallo, G. Asssanto, K. P. Parameswaran, and M. M. Fejer, Appl. Phys. Lett. 79, 314 (2001).
[CrossRef]

Parameswaran, K. R.

M. C. Cardakli, D. Gurkan, S. A. Havstad, A. E. Willner, K. R. Parameswaran, M. M. Fejer, and I. Brenner, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 200 (2002).
[CrossRef]

Pertsch, T.

T. Pertsch, T. Zentgraf, U. Peschel, A. Bräuer, and F. Lederer, Appl. Phys. Lett. 80, 3247 (2002).
[CrossRef]

T. Pertsch, T. Zentgraf, U. Peschel, A. Bräuer, and F. Lederer, Phys. Rev. Lett. 88, 093901 (2002).
[CrossRef]

Peschel, U.

T. Pertsch, T. Zentgraf, U. Peschel, A. Bräuer, and F. Lederer, Phys. Rev. Lett. 88, 093901 (2002).
[CrossRef]

T. Pertsch, T. Zentgraf, U. Peschel, A. Bräuer, and F. Lederer, Appl. Phys. Lett. 80, 3247 (2002).
[CrossRef]

Petermann, K.

C. Schubert, J. Berger, S. Diez, H. J. Ehrke, R. Ludwig, U. Feiste, C. Schmidt, H. G. Weber, G. Toptchiyski, S. Randel, and K. Petermann, IEEE J. Lightwave Technol. 20, 618 (2002).
[CrossRef]

Phillips, I. D.

D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Poustie, A. J.

D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Quiring, V.

G. Schreiber, H. Suche, Y. L. Lee, W. Grundkotter, V. Quiring, R. Ricken, and W. Sohler, Appl. Phys. B 73, 501 (2001).
[CrossRef]

Randel, S.

C. Schubert, J. Berger, S. Diez, H. J. Ehrke, R. Ludwig, U. Feiste, C. Schmidt, H. G. Weber, G. Toptchiyski, S. Randel, and K. Petermann, IEEE J. Lightwave Technol. 20, 618 (2002).
[CrossRef]

Raybon, G.

I. Brener, B. Mikkelsen, G. Raybon, R. Harel, K. Parameswaran, J. Kurz, and M. M. Fejer, Electron. Lett. 36, 1788 (2000).
[CrossRef]

Reid, D. T.

Ricken, R.

G. Schreiber, H. Suche, Y. L. Lee, W. Grundkotter, V. Quiring, R. Ricken, and W. Sohler, Appl. Phys. B 73, 501 (2001).
[CrossRef]

Rogers, D. C.

D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Schiek, R.

Schmidt, C.

C. Schubert, J. Berger, S. Diez, H. J. Ehrke, R. Ludwig, U. Feiste, C. Schmidt, H. G. Weber, G. Toptchiyski, S. Randel, and K. Petermann, IEEE J. Lightwave Technol. 20, 618 (2002).
[CrossRef]

Schmidt, E.

Schreiber, G.

G. Schreiber, H. Suche, Y. L. Lee, W. Grundkotter, V. Quiring, R. Ricken, and W. Sohler, Appl. Phys. B 73, 501 (2001).
[CrossRef]

Schubert, C.

C. Schubert, J. Berger, S. Diez, H. J. Ehrke, R. Ludwig, U. Feiste, C. Schmidt, H. G. Weber, G. Toptchiyski, S. Randel, and K. Petermann, IEEE J. Lightwave Technol. 20, 618 (2002).
[CrossRef]

Silberberg, Y.

H. S. Eisenberg, Y. Silberberg, R. Morandotti, and J. S. Aitchison, Phys. Rev. Lett. 85, 1863 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Sohler, W.

G. Schreiber, H. Suche, Y. L. Lee, W. Grundkotter, V. Quiring, R. Ricken, and W. Sohler, Appl. Phys. B 73, 501 (2001).
[CrossRef]

Stegeman, G.

Suche, H.

G. Schreiber, H. Suche, Y. L. Lee, W. Grundkotter, V. Quiring, R. Ricken, and W. Sohler, Appl. Phys. B 73, 501 (2001).
[CrossRef]

Toptchiyski, G.

C. Schubert, J. Berger, S. Diez, H. J. Ehrke, R. Ludwig, U. Feiste, C. Schmidt, H. G. Weber, G. Toptchiyski, S. Randel, and K. Petermann, IEEE J. Lightwave Technol. 20, 618 (2002).
[CrossRef]

Torner, L.

Weber, H. G.

C. Schubert, J. Berger, S. Diez, H. J. Ehrke, R. Ludwig, U. Feiste, C. Schmidt, H. G. Weber, G. Toptchiyski, S. Randel, and K. Petermann, IEEE J. Lightwave Technol. 20, 618 (2002).
[CrossRef]

Willner, A. E.

M. C. Cardakli, D. Gurkan, S. A. Havstad, A. E. Willner, K. R. Parameswaran, M. M. Fejer, and I. Brenner, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 200 (2002).
[CrossRef]

Zentgraf, T.

T. Pertsch, T. Zentgraf, U. Peschel, A. Bräuer, and F. Lederer, Phys. Rev. Lett. 88, 093901 (2002).
[CrossRef]

T. Pertsch, T. Zentgraf, U. Peschel, A. Bräuer, and F. Lederer, Appl. Phys. Lett. 80, 3247 (2002).
[CrossRef]

Appl. Phys. B (1)

G. Schreiber, H. Suche, Y. L. Lee, W. Grundkotter, V. Quiring, R. Ricken, and W. Sohler, Appl. Phys. B 73, 501 (2001).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (2)

K. Gallo, G. Asssanto, K. P. Parameswaran, and M. M. Fejer, Appl. Phys. Lett. 79, 314 (2001).
[CrossRef]

T. Pertsch, T. Zentgraf, U. Peschel, A. Bräuer, and F. Lederer, Appl. Phys. Lett. 80, 3247 (2002).
[CrossRef]

Electron. Lett. (1)

I. Brener, B. Mikkelsen, G. Raybon, R. Harel, K. Parameswaran, J. Kurz, and M. M. Fejer, Electron. Lett. 36, 1788 (2000).
[CrossRef]

IEEE J. Lightwave Technol. (1)

C. Schubert, J. Berger, S. Diez, H. J. Ehrke, R. Ludwig, U. Feiste, C. Schmidt, H. G. Weber, G. Toptchiyski, S. Randel, and K. Petermann, IEEE J. Lightwave Technol. 20, 618 (2002).
[CrossRef]

IEEE Photon. Technol. Lett. (1)

M. C. Cardakli, D. Gurkan, S. A. Havstad, A. E. Willner, K. R. Parameswaran, M. M. Fejer, and I. Brenner, IEEE Photon. Technol. Lett. 14, 200 (2002).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (1)

Opt. Lett. (2)

Phys. Rev. Lett. (2)

H. S. Eisenberg, Y. Silberberg, R. Morandotti, and J. S. Aitchison, Phys. Rev. Lett. 85, 1863 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

T. Pertsch, T. Zentgraf, U. Peschel, A. Bräuer, and F. Lederer, Phys. Rev. Lett. 88, 093901 (2002).
[CrossRef]

Science (1)

D. Cotter, R. J. Manning, K. J. Blow, A. D. Ellis, A. E. Kelly, D. Nesset, I. D. Phillips, A. J. Poustie, and D. C. Rogers, Science 286, 1523 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

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 (4)

Fig. 1
Fig. 1

Light propagation in a nonlinear array: (a) diffractionless propagation of a low-intensity signal beam (phase difference π/2 between adjacent guides); (b) decoupled pump beam propagating in a single waveguide; (c) parametrically amplified and generated signal beams; (d) two parametrically generated idler beams. In (c) and (d) the high-intensity pump is not shown.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Routing in a nonlinear array with the pump symmetrically injected into two adjacent waveguides; (b) generated idler; (c) multiple pump beams; (d) generate multiple idler beams [in (b) and (d) the pump and the signal are not shown]; (e) schematic of the light propagation.

Fig. 3
Fig. 3

Phase evolution of signal and idler in areas marked in Figs. 1(a) and 1(d).

Fig. 4
Fig. 4

Demultiplexing of (a) a time-division-multiplexed input signal, (b) a spatiotemporally structured pump, and (c) the idler output.

Equations (3)

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

iunPz+iδPunPt+cPun+1P+un-1P=-ωS+ωIγunSunI, iunSz+cSun+1S+un-1S=-ωSγunI*unP, iunIz+cIun+1I+un-1I=-ωIγunS*unP.
βα=2cS cos α,
Δφn=φn0-φn1=n-n0π2-n-n0-1π2+π2; n>n0:Δφ=π, nn0:Δφ=0.

Metrics