Abstract

Asymmetric Y junctions allow the development of a new class of optical frequency mixers that utilize higher-order waveguide modes for signal processing. We measure high-contrast (>30 dB) mode sorting in asymmetric Y junctions by use of a novel technique: efficient TM00, TM10, and TM20 mode mixing in a periodically poled lithium niobate waveguide. We also demonstrate an odd-to-even mode wavelength converter capable of spectral inversion without offset or bidirectional wavelength conversion.

© 2004 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. J. Yamawaku, H. Takara, T. Ohara, K. Sato, A. Takada, T. Morioka, O. Tadanaga, H. Miyazawa, and M. Asobe, Electron. Lett. 39, 1144 (2003).
    [CrossRef]
  2. M. H. Chou, I. Brener, G. Lenz, R. Scotti, E. E. Chaban, J. Shmulovich, D. Philen, S. Kosinski, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 82 (2000).
    [CrossRef]
  3. T. Ohara, H. Takara, I. Shake, K. Mori, S. Kawanishi, S. Mino, T. Yamada, M. Ishii, T. Kitoh, T. Kitagawa, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 302 (2003).
    [CrossRef]
  4. J. R. Kurz, K. R. Parameswaran, R. V. Roussev, and M. M. Fejer, Opt. Lett. 26, 1283 (2001).
    [CrossRef]
  5. O. Tadanaga, M. Asobe, H. Miyazawa, Y. Nishida, and H. Suzuki, Electron. Lett. 38, 1456 (2002).
    [CrossRef]
  6. J. R. Kurz, X. P. Xie, and M. M. Fejer, Opt. Lett. 27, 1445 (2002).
    [CrossRef]
  7. H. Yajima, Appl. Phys. Lett. 22, 647 (1973).
    [CrossRef]
  8. Y. Silberberg, P. Perlmutter, and J. E. Baran, Appl. Phys. Lett. 51, 1230 (1987).
    [CrossRef]
  9. R. Krähenbühl, M. M. Howerton, J. Dubinger, A. S. Greenblatt, and S. T. Vohra, IEEE Photon. Technol. Lett. 13, 34 (2001).
    [CrossRef]
  10. R. Roussev, X. P. Xie, K. R. Parameswaran, M. M. Fejer, and J. Tian, presented at the 16th Annual Meeting of the Lasers and Electro-Optics Society, Tucson, Arizona, October 26–30, 2003.
  11. M. H. Chou, I. Brener, M. M. Fejer, E. E. Chaban, and S. B. Christman, IEEE Photon. Technol. Lett. 11, 653 (1999).
    [CrossRef]

2003 (2)

J. Yamawaku, H. Takara, T. Ohara, K. Sato, A. Takada, T. Morioka, O. Tadanaga, H. Miyazawa, and M. Asobe, Electron. Lett. 39, 1144 (2003).
[CrossRef]

T. Ohara, H. Takara, I. Shake, K. Mori, S. Kawanishi, S. Mino, T. Yamada, M. Ishii, T. Kitoh, T. Kitagawa, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 302 (2003).
[CrossRef]

2002 (2)

O. Tadanaga, M. Asobe, H. Miyazawa, Y. Nishida, and H. Suzuki, Electron. Lett. 38, 1456 (2002).
[CrossRef]

J. R. Kurz, X. P. Xie, and M. M. Fejer, Opt. Lett. 27, 1445 (2002).
[CrossRef]

2001 (2)

J. R. Kurz, K. R. Parameswaran, R. V. Roussev, and M. M. Fejer, Opt. Lett. 26, 1283 (2001).
[CrossRef]

R. Krähenbühl, M. M. Howerton, J. Dubinger, A. S. Greenblatt, and S. T. Vohra, IEEE Photon. Technol. Lett. 13, 34 (2001).
[CrossRef]

2000 (1)

M. H. Chou, I. Brener, G. Lenz, R. Scotti, E. E. Chaban, J. Shmulovich, D. Philen, S. Kosinski, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 82 (2000).
[CrossRef]

1999 (1)

M. H. Chou, I. Brener, M. M. Fejer, E. E. Chaban, and S. B. Christman, IEEE Photon. Technol. Lett. 11, 653 (1999).
[CrossRef]

1987 (1)

Y. Silberberg, P. Perlmutter, and J. E. Baran, Appl. Phys. Lett. 51, 1230 (1987).
[CrossRef]

1973 (1)

H. Yajima, Appl. Phys. Lett. 22, 647 (1973).
[CrossRef]

Asobe, M.

J. Yamawaku, H. Takara, T. Ohara, K. Sato, A. Takada, T. Morioka, O. Tadanaga, H. Miyazawa, and M. Asobe, Electron. Lett. 39, 1144 (2003).
[CrossRef]

O. Tadanaga, M. Asobe, H. Miyazawa, Y. Nishida, and H. Suzuki, Electron. Lett. 38, 1456 (2002).
[CrossRef]

Baran, J. E.

Y. Silberberg, P. Perlmutter, and J. E. Baran, Appl. Phys. Lett. 51, 1230 (1987).
[CrossRef]

Brener, I.

M. H. Chou, I. Brener, G. Lenz, R. Scotti, E. E. Chaban, J. Shmulovich, D. Philen, S. Kosinski, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 82 (2000).
[CrossRef]

M. H. Chou, I. Brener, M. M. Fejer, E. E. Chaban, and S. B. Christman, IEEE Photon. Technol. Lett. 11, 653 (1999).
[CrossRef]

Chaban, E. E.

M. H. Chou, I. Brener, G. Lenz, R. Scotti, E. E. Chaban, J. Shmulovich, D. Philen, S. Kosinski, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 82 (2000).
[CrossRef]

M. H. Chou, I. Brener, M. M. Fejer, E. E. Chaban, and S. B. Christman, IEEE Photon. Technol. Lett. 11, 653 (1999).
[CrossRef]

Chou, M. H.

M. H. Chou, I. Brener, G. Lenz, R. Scotti, E. E. Chaban, J. Shmulovich, D. Philen, S. Kosinski, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 82 (2000).
[CrossRef]

M. H. Chou, I. Brener, M. M. Fejer, E. E. Chaban, and S. B. Christman, IEEE Photon. Technol. Lett. 11, 653 (1999).
[CrossRef]

Christman, S. B.

M. H. Chou, I. Brener, M. M. Fejer, E. E. Chaban, and S. B. Christman, IEEE Photon. Technol. Lett. 11, 653 (1999).
[CrossRef]

Dubinger, J.

R. Krähenbühl, M. M. Howerton, J. Dubinger, A. S. Greenblatt, and S. T. Vohra, IEEE Photon. Technol. Lett. 13, 34 (2001).
[CrossRef]

Fejer, M. M.

T. Ohara, H. Takara, I. Shake, K. Mori, S. Kawanishi, S. Mino, T. Yamada, M. Ishii, T. Kitoh, T. Kitagawa, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 302 (2003).
[CrossRef]

J. R. Kurz, X. P. Xie, and M. M. Fejer, Opt. Lett. 27, 1445 (2002).
[CrossRef]

J. R. Kurz, K. R. Parameswaran, R. V. Roussev, and M. M. Fejer, Opt. Lett. 26, 1283 (2001).
[CrossRef]

M. H. Chou, I. Brener, G. Lenz, R. Scotti, E. E. Chaban, J. Shmulovich, D. Philen, S. Kosinski, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 82 (2000).
[CrossRef]

M. H. Chou, I. Brener, M. M. Fejer, E. E. Chaban, and S. B. Christman, IEEE Photon. Technol. Lett. 11, 653 (1999).
[CrossRef]

R. Roussev, X. P. Xie, K. R. Parameswaran, M. M. Fejer, and J. Tian, presented at the 16th Annual Meeting of the Lasers and Electro-Optics Society, Tucson, Arizona, October 26–30, 2003.

Greenblatt, A. S.

R. Krähenbühl, M. M. Howerton, J. Dubinger, A. S. Greenblatt, and S. T. Vohra, IEEE Photon. Technol. Lett. 13, 34 (2001).
[CrossRef]

Howerton, M. M.

R. Krähenbühl, M. M. Howerton, J. Dubinger, A. S. Greenblatt, and S. T. Vohra, IEEE Photon. Technol. Lett. 13, 34 (2001).
[CrossRef]

Ishii, M.

T. Ohara, H. Takara, I. Shake, K. Mori, S. Kawanishi, S. Mino, T. Yamada, M. Ishii, T. Kitoh, T. Kitagawa, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 302 (2003).
[CrossRef]

Kawanishi, S.

T. Ohara, H. Takara, I. Shake, K. Mori, S. Kawanishi, S. Mino, T. Yamada, M. Ishii, T. Kitoh, T. Kitagawa, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 302 (2003).
[CrossRef]

Kitagawa, T.

T. Ohara, H. Takara, I. Shake, K. Mori, S. Kawanishi, S. Mino, T. Yamada, M. Ishii, T. Kitoh, T. Kitagawa, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 302 (2003).
[CrossRef]

Kitoh, T.

T. Ohara, H. Takara, I. Shake, K. Mori, S. Kawanishi, S. Mino, T. Yamada, M. Ishii, T. Kitoh, T. Kitagawa, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 302 (2003).
[CrossRef]

Kosinski, S.

M. H. Chou, I. Brener, G. Lenz, R. Scotti, E. E. Chaban, J. Shmulovich, D. Philen, S. Kosinski, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 82 (2000).
[CrossRef]

Krähenbühl, R.

R. Krähenbühl, M. M. Howerton, J. Dubinger, A. S. Greenblatt, and S. T. Vohra, IEEE Photon. Technol. Lett. 13, 34 (2001).
[CrossRef]

Kurz, J. R.

Lenz, G.

M. H. Chou, I. Brener, G. Lenz, R. Scotti, E. E. Chaban, J. Shmulovich, D. Philen, S. Kosinski, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 82 (2000).
[CrossRef]

Mino, S.

T. Ohara, H. Takara, I. Shake, K. Mori, S. Kawanishi, S. Mino, T. Yamada, M. Ishii, T. Kitoh, T. Kitagawa, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 302 (2003).
[CrossRef]

Miyazawa, H.

J. Yamawaku, H. Takara, T. Ohara, K. Sato, A. Takada, T. Morioka, O. Tadanaga, H. Miyazawa, and M. Asobe, Electron. Lett. 39, 1144 (2003).
[CrossRef]

O. Tadanaga, M. Asobe, H. Miyazawa, Y. Nishida, and H. Suzuki, Electron. Lett. 38, 1456 (2002).
[CrossRef]

Mori, K.

T. Ohara, H. Takara, I. Shake, K. Mori, S. Kawanishi, S. Mino, T. Yamada, M. Ishii, T. Kitoh, T. Kitagawa, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 302 (2003).
[CrossRef]

Morioka, T.

J. Yamawaku, H. Takara, T. Ohara, K. Sato, A. Takada, T. Morioka, O. Tadanaga, H. Miyazawa, and M. Asobe, Electron. Lett. 39, 1144 (2003).
[CrossRef]

Nishida, Y.

O. Tadanaga, M. Asobe, H. Miyazawa, Y. Nishida, and H. Suzuki, Electron. Lett. 38, 1456 (2002).
[CrossRef]

Ohara, T.

T. Ohara, H. Takara, I. Shake, K. Mori, S. Kawanishi, S. Mino, T. Yamada, M. Ishii, T. Kitoh, T. Kitagawa, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 302 (2003).
[CrossRef]

J. Yamawaku, H. Takara, T. Ohara, K. Sato, A. Takada, T. Morioka, O. Tadanaga, H. Miyazawa, and M. Asobe, Electron. Lett. 39, 1144 (2003).
[CrossRef]

Parameswaran, K. R.

T. Ohara, H. Takara, I. Shake, K. Mori, S. Kawanishi, S. Mino, T. Yamada, M. Ishii, T. Kitoh, T. Kitagawa, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 302 (2003).
[CrossRef]

J. R. Kurz, K. R. Parameswaran, R. V. Roussev, and M. M. Fejer, Opt. Lett. 26, 1283 (2001).
[CrossRef]

M. H. Chou, I. Brener, G. Lenz, R. Scotti, E. E. Chaban, J. Shmulovich, D. Philen, S. Kosinski, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 82 (2000).
[CrossRef]

R. Roussev, X. P. Xie, K. R. Parameswaran, M. M. Fejer, and J. Tian, presented at the 16th Annual Meeting of the Lasers and Electro-Optics Society, Tucson, Arizona, October 26–30, 2003.

Perlmutter, P.

Y. Silberberg, P. Perlmutter, and J. E. Baran, Appl. Phys. Lett. 51, 1230 (1987).
[CrossRef]

Philen, D.

M. H. Chou, I. Brener, G. Lenz, R. Scotti, E. E. Chaban, J. Shmulovich, D. Philen, S. Kosinski, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 82 (2000).
[CrossRef]

Roussev, R.

R. Roussev, X. P. Xie, K. R. Parameswaran, M. M. Fejer, and J. Tian, presented at the 16th Annual Meeting of the Lasers and Electro-Optics Society, Tucson, Arizona, October 26–30, 2003.

Roussev, R. V.

Sato, K.

J. Yamawaku, H. Takara, T. Ohara, K. Sato, A. Takada, T. Morioka, O. Tadanaga, H. Miyazawa, and M. Asobe, Electron. Lett. 39, 1144 (2003).
[CrossRef]

Scotti, R.

M. H. Chou, I. Brener, G. Lenz, R. Scotti, E. E. Chaban, J. Shmulovich, D. Philen, S. Kosinski, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 82 (2000).
[CrossRef]

Shake, I.

T. Ohara, H. Takara, I. Shake, K. Mori, S. Kawanishi, S. Mino, T. Yamada, M. Ishii, T. Kitoh, T. Kitagawa, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 302 (2003).
[CrossRef]

Shmulovich, J.

M. H. Chou, I. Brener, G. Lenz, R. Scotti, E. E. Chaban, J. Shmulovich, D. Philen, S. Kosinski, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 82 (2000).
[CrossRef]

Silberberg, Y.

Y. Silberberg, P. Perlmutter, and J. E. Baran, Appl. Phys. Lett. 51, 1230 (1987).
[CrossRef]

Suzuki, H.

O. Tadanaga, M. Asobe, H. Miyazawa, Y. Nishida, and H. Suzuki, Electron. Lett. 38, 1456 (2002).
[CrossRef]

Tadanaga, O.

J. Yamawaku, H. Takara, T. Ohara, K. Sato, A. Takada, T. Morioka, O. Tadanaga, H. Miyazawa, and M. Asobe, Electron. Lett. 39, 1144 (2003).
[CrossRef]

O. Tadanaga, M. Asobe, H. Miyazawa, Y. Nishida, and H. Suzuki, Electron. Lett. 38, 1456 (2002).
[CrossRef]

Takada, A.

J. Yamawaku, H. Takara, T. Ohara, K. Sato, A. Takada, T. Morioka, O. Tadanaga, H. Miyazawa, and M. Asobe, Electron. Lett. 39, 1144 (2003).
[CrossRef]

Takara, H.

J. Yamawaku, H. Takara, T. Ohara, K. Sato, A. Takada, T. Morioka, O. Tadanaga, H. Miyazawa, and M. Asobe, Electron. Lett. 39, 1144 (2003).
[CrossRef]

T. Ohara, H. Takara, I. Shake, K. Mori, S. Kawanishi, S. Mino, T. Yamada, M. Ishii, T. Kitoh, T. Kitagawa, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 302 (2003).
[CrossRef]

Tian, J.

R. Roussev, X. P. Xie, K. R. Parameswaran, M. M. Fejer, and J. Tian, presented at the 16th Annual Meeting of the Lasers and Electro-Optics Society, Tucson, Arizona, October 26–30, 2003.

Vohra, S. T.

R. Krähenbühl, M. M. Howerton, J. Dubinger, A. S. Greenblatt, and S. T. Vohra, IEEE Photon. Technol. Lett. 13, 34 (2001).
[CrossRef]

Xie, X. P.

J. R. Kurz, X. P. Xie, and M. M. Fejer, Opt. Lett. 27, 1445 (2002).
[CrossRef]

R. Roussev, X. P. Xie, K. R. Parameswaran, M. M. Fejer, and J. Tian, presented at the 16th Annual Meeting of the Lasers and Electro-Optics Society, Tucson, Arizona, October 26–30, 2003.

Yajima, H.

H. Yajima, Appl. Phys. Lett. 22, 647 (1973).
[CrossRef]

Yamada, T.

T. Ohara, H. Takara, I. Shake, K. Mori, S. Kawanishi, S. Mino, T. Yamada, M. Ishii, T. Kitoh, T. Kitagawa, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 302 (2003).
[CrossRef]

Yamawaku, J.

J. Yamawaku, H. Takara, T. Ohara, K. Sato, A. Takada, T. Morioka, O. Tadanaga, H. Miyazawa, and M. Asobe, Electron. Lett. 39, 1144 (2003).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (2)

H. Yajima, Appl. Phys. Lett. 22, 647 (1973).
[CrossRef]

Y. Silberberg, P. Perlmutter, and J. E. Baran, Appl. Phys. Lett. 51, 1230 (1987).
[CrossRef]

Electron. Lett. (2)

J. Yamawaku, H. Takara, T. Ohara, K. Sato, A. Takada, T. Morioka, O. Tadanaga, H. Miyazawa, and M. Asobe, Electron. Lett. 39, 1144 (2003).
[CrossRef]

O. Tadanaga, M. Asobe, H. Miyazawa, Y. Nishida, and H. Suzuki, Electron. Lett. 38, 1456 (2002).
[CrossRef]

IEEE Photon. Technol. Lett. (4)

M. H. Chou, I. Brener, G. Lenz, R. Scotti, E. E. Chaban, J. Shmulovich, D. Philen, S. Kosinski, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 82 (2000).
[CrossRef]

T. Ohara, H. Takara, I. Shake, K. Mori, S. Kawanishi, S. Mino, T. Yamada, M. Ishii, T. Kitoh, T. Kitagawa, K. R. Parameswaran, and M. M. Fejer, IEEE Photon. Technol. Lett. 15, 302 (2003).
[CrossRef]

R. Krähenbühl, M. M. Howerton, J. Dubinger, A. S. Greenblatt, and S. T. Vohra, IEEE Photon. Technol. Lett. 13, 34 (2001).
[CrossRef]

M. H. Chou, I. Brener, M. M. Fejer, E. E. Chaban, and S. B. Christman, IEEE Photon. Technol. Lett. 11, 653 (1999).
[CrossRef]

Opt. Lett. (2)

Other (1)

R. Roussev, X. P. Xie, K. R. Parameswaran, M. M. Fejer, and J. Tian, presented at the 16th Annual Meeting of the Lasers and Electro-Optics Society, Tucson, Arizona, October 26–30, 2003.

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 (5)

Fig. 1
Fig. 1

(a) Conventional QPM waveguide mixing and filtering versus (b) odd–even mode mixing and sorting.

Fig. 2
Fig. 2

Mode-sorting behavior in an asymmetric Y junction. The modes of the larger and smaller input branches evolve into the first and second modes of the combined junction.

Fig. 3
Fig. 3

Measured (open symbols) and calculated (thicker curve) phase-matching wavelengths versus waveguide width for all three SHG and SFG processes; the QPM period is fixed at 15.15 µm.

Fig. 4
Fig. 4

SHG and SFG tuning curves for odd (gray) and even (black) port launching into an odd–even mode OF mixer. (a) The 1545-nm peak indicates a FH00 and FH10 mode mixture and a low-contrast asymmetric Y junction. (b) By use of a high-contrast junction, this peak is reduced and (c) can be seen only by magnifying the abscissa. (d) The relative peak heights for a symmetric Y junction confirm an equal FH00 and FH10 mode mixture for both ports.

Fig. 5
Fig. 5

Measured output power versus wavelength for an odd–even mode wavelength converter. The odd port (gray) contains most of the residual signal (1557.0 nm), whereas the even port (black) contains 12.5 dB more mixer output (1555.8 nm) than residual signal. Transmission of the residual pumps shows the full device contrast to be greater than 30 dB.

Equations (1)

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

SH00=η00FH002,    SH10=4η10FH00FH10, SH20=η20FH102.

Metrics