Abstract

We demonstrate accurate two-dimensional mapping of the phase retardation induced by the electro-optic effect in lithium niobate crystals. Off-axis digital holography is used to investigate congruent z-cut crystals. The spatially resolved optical path difference is interferometrically measured while a linearly rising voltage ramp is applied to the crystal. This procedure provides information on the uniformity of crystals’ electro-optic properties and offers the ability to detect the presence of defects that is of fundamental importance for reliable processing of photonic devices.

© 2005 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. P. C. Lemaire and M. P. Georges, Opt. Mater. (Amsterdam, Neth.) 4, 182 (1995).
    [CrossRef]
  2. P. Ney, A. Maillard, M. D. Fontana, and K. Polgàr, J. Opt. Soc. Am. B 17, 1158 (2000).
    [CrossRef]
  3. S. J. Holmgren, V. Pasiskevicius, S. Wang, and F. Laurell, Opt. Lett. 28, 1555 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. M. Muller, E. Soergel, and K. Buse, Opt. Lett. 28, 2515 (2003).
    [CrossRef]
  5. S. Grilli, P. Ferraro, M. Paturzo, D. Alfieri, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Opt. Express 12, 1832 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. 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]
  7. G. Giusfredi, D. Mazzotti, P. Cancio, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 87, 113901 (2001).
    [CrossRef]
  8. V. S. Ilchenko, A. A. Savchenkov, A. B. Matsko, and L. Maleki, J. Opt. Soc. Am. B 20, 333 (2003).
    [CrossRef]
  9. M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, G. Pierattini, P. Ferraro, S. Grilli, and M. Paturzo, Appl. Phys. Lett. 85, 2785 (2004).
    [CrossRef]
  10. M. Paturzo, D. Alfieri, S. Grilli, P. Ferraro, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Appl. Phys. Lett. 85, 5652 (2004).
    [CrossRef]
  11. S. De Nicola, P. Ferraro, A. Finizio, and G. Pierattini, Opt. Lett. 26, 974 (2001).
    [CrossRef]
  12. A. Stern and B. Javidi, Opt. Eng. 43, 239 (2004).
    [CrossRef]
  13. M. Jazbinsek and M. Zgonik, Appl. Phys. B 74, 407 (2002).
    [CrossRef]

2004 (4)

M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, G. Pierattini, P. Ferraro, S. Grilli, and M. Paturzo, Appl. Phys. Lett. 85, 2785 (2004).
[CrossRef]

M. Paturzo, D. Alfieri, S. Grilli, P. Ferraro, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Appl. Phys. Lett. 85, 5652 (2004).
[CrossRef]

A. Stern and B. Javidi, Opt. Eng. 43, 239 (2004).
[CrossRef]

S. Grilli, P. Ferraro, M. Paturzo, D. Alfieri, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Opt. Express 12, 1832 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

2003 (3)

2002 (1)

M. Jazbinsek and M. Zgonik, Appl. Phys. B 74, 407 (2002).
[CrossRef]

2001 (2)

G. Giusfredi, D. Mazzotti, P. Cancio, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 87, 113901 (2001).
[CrossRef]

S. De Nicola, P. Ferraro, A. Finizio, and G. Pierattini, Opt. Lett. 26, 974 (2001).
[CrossRef]

2000 (2)

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]

P. Ney, A. Maillard, M. D. Fontana, and K. Polgàr, J. Opt. Soc. Am. B 17, 1158 (2000).
[CrossRef]

1995 (1)

P. C. Lemaire and M. P. Georges, Opt. Mater. (Amsterdam, Neth.) 4, 182 (1995).
[CrossRef]

Alfieri, D.

S. Grilli, P. Ferraro, M. Paturzo, D. Alfieri, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Opt. Express 12, 1832 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

M. Paturzo, D. Alfieri, S. Grilli, P. Ferraro, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Appl. Phys. Lett. 85, 5652 (2004).
[CrossRef]

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]

Buse, K.

Cancio, P.

G. Giusfredi, D. Mazzotti, P. Cancio, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 87, 113901 (2001).
[CrossRef]

de Angelis, M.

M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, G. Pierattini, P. Ferraro, S. Grilli, and M. Paturzo, Appl. Phys. Lett. 85, 2785 (2004).
[CrossRef]

S. Grilli, P. Ferraro, M. Paturzo, D. Alfieri, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Opt. Express 12, 1832 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

M. Paturzo, D. Alfieri, S. Grilli, P. Ferraro, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Appl. Phys. Lett. 85, 5652 (2004).
[CrossRef]

De Natale, P.

M. Paturzo, D. Alfieri, S. Grilli, P. Ferraro, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Appl. Phys. Lett. 85, 5652 (2004).
[CrossRef]

S. Grilli, P. Ferraro, M. Paturzo, D. Alfieri, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Opt. Express 12, 1832 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

G. Giusfredi, D. Mazzotti, P. Cancio, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 87, 113901 (2001).
[CrossRef]

De Nicola, S.

S. Grilli, P. Ferraro, M. Paturzo, D. Alfieri, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Opt. Express 12, 1832 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

M. Paturzo, D. Alfieri, S. Grilli, P. Ferraro, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Appl. Phys. Lett. 85, 5652 (2004).
[CrossRef]

M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, G. Pierattini, P. Ferraro, S. Grilli, and M. Paturzo, Appl. Phys. Lett. 85, 2785 (2004).
[CrossRef]

S. De Nicola, P. Ferraro, A. Finizio, and G. Pierattini, Opt. Lett. 26, 974 (2001).
[CrossRef]

Ferraro, P.

M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, G. Pierattini, P. Ferraro, S. Grilli, and M. Paturzo, Appl. Phys. Lett. 85, 2785 (2004).
[CrossRef]

M. Paturzo, D. Alfieri, S. Grilli, P. Ferraro, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Appl. Phys. Lett. 85, 5652 (2004).
[CrossRef]

S. Grilli, P. Ferraro, M. Paturzo, D. Alfieri, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Opt. Express 12, 1832 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

S. De Nicola, P. Ferraro, A. Finizio, and G. Pierattini, Opt. Lett. 26, 974 (2001).
[CrossRef]

Finizio, A.

S. Grilli, P. Ferraro, M. Paturzo, D. Alfieri, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Opt. Express 12, 1832 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

M. Paturzo, D. Alfieri, S. Grilli, P. Ferraro, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Appl. Phys. Lett. 85, 5652 (2004).
[CrossRef]

M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, G. Pierattini, P. Ferraro, S. Grilli, and M. Paturzo, Appl. Phys. Lett. 85, 2785 (2004).
[CrossRef]

S. De Nicola, P. Ferraro, A. Finizio, and G. Pierattini, Opt. Lett. 26, 974 (2001).
[CrossRef]

Fontana, M. D.

Georges, M. P.

P. C. Lemaire and M. P. Georges, Opt. Mater. (Amsterdam, Neth.) 4, 182 (1995).
[CrossRef]

Giusfredi, G.

G. Giusfredi, D. Mazzotti, P. Cancio, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 87, 113901 (2001).
[CrossRef]

Grilli, S.

M. Paturzo, D. Alfieri, S. Grilli, P. Ferraro, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Appl. Phys. Lett. 85, 5652 (2004).
[CrossRef]

S. Grilli, P. Ferraro, M. Paturzo, D. Alfieri, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Opt. Express 12, 1832 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, G. Pierattini, P. Ferraro, S. Grilli, and M. Paturzo, Appl. Phys. Lett. 85, 2785 (2004).
[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]

Holmgren, S. J.

Ilchenko, V. S.

Javidi, B.

A. Stern and B. Javidi, Opt. Eng. 43, 239 (2004).
[CrossRef]

Jazbinsek, M.

M. Jazbinsek and M. Zgonik, Appl. Phys. B 74, 407 (2002).
[CrossRef]

Laurell, F.

Lemaire, P. C.

P. C. Lemaire and M. P. Georges, Opt. Mater. (Amsterdam, Neth.) 4, 182 (1995).
[CrossRef]

Maillard, A.

Maleki, L.

Matsko, A. B.

Mazzotti, D.

G. Giusfredi, D. Mazzotti, P. Cancio, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 87, 113901 (2001).
[CrossRef]

Muller, M.

Ney, P.

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]

Pasiskevicius, V.

Paturzo, M.

S. Grilli, P. Ferraro, M. Paturzo, D. Alfieri, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Opt. Express 12, 1832 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

M. Paturzo, D. Alfieri, S. Grilli, P. Ferraro, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Appl. Phys. Lett. 85, 5652 (2004).
[CrossRef]

M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, G. Pierattini, P. Ferraro, S. Grilli, and M. Paturzo, Appl. Phys. Lett. 85, 2785 (2004).
[CrossRef]

Pierattini, G.

M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, G. Pierattini, P. Ferraro, S. Grilli, and M. Paturzo, Appl. Phys. Lett. 85, 2785 (2004).
[CrossRef]

S. Grilli, P. Ferraro, M. Paturzo, D. Alfieri, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Opt. Express 12, 1832 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

M. Paturzo, D. Alfieri, S. Grilli, P. Ferraro, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Appl. Phys. Lett. 85, 5652 (2004).
[CrossRef]

S. De Nicola, P. Ferraro, A. Finizio, and G. Pierattini, Opt. Lett. 26, 974 (2001).
[CrossRef]

Polgàr, K.

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]

Savchenkov, A. A.

Soergel, E.

Stern, A.

A. Stern and B. Javidi, Opt. Eng. 43, 239 (2004).
[CrossRef]

Wang, S.

Zgonik, M.

M. Jazbinsek and M. Zgonik, Appl. Phys. B 74, 407 (2002).
[CrossRef]

Appl. Phys. B (1)

M. Jazbinsek and M. Zgonik, Appl. Phys. B 74, 407 (2002).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (2)

M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, G. Pierattini, P. Ferraro, S. Grilli, and M. Paturzo, Appl. Phys. Lett. 85, 2785 (2004).
[CrossRef]

M. Paturzo, D. Alfieri, S. Grilli, P. Ferraro, P. De Natale, M. de Angelis, S. De Nicola, A. Finizio, and G. Pierattini, Appl. Phys. Lett. 85, 5652 (2004).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (2)

Opt. Eng. (1)

A. Stern and B. Javidi, Opt. Eng. 43, 239 (2004).
[CrossRef]

Opt. Express (1)

Opt. Lett. (3)

Opt. Mater. (Amsterdam, Neth.) (1)

P. C. Lemaire and M. P. Georges, Opt. Mater. (Amsterdam, Neth.) 4, 182 (1995).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (2)

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]

G. Giusfredi, D. Mazzotti, P. Cancio, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 87, 113901 (2001).
[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

Top left, 2D map of r 13 ( x , y ) of a 0.5 mm wafer of congruent LB. Top right, r 13 distribution values. Bottom, experimental points and the fitting line from which the r 13 coefficient was obtained by averaging of the data inside the area corresponding to the reconstructed phase map for all the digitized holograms.

Fig. 2
Fig. 2

2D phase map reconstruction of a congruent 0.5 mm thick crystal with two opposite ferroelectric polarization areas at 5 kV. A small reversed area is visible at the left inside the nonreversed area that otherwise appears to be uniformly not reversed.

Fig. 3
Fig. 3

2D phase map of a noncongruent 1 mm thick crystal wafer with opposite ferroelectric polarization at 2.7 kV. An inverted domain grown about a nonstoichiometric defect of the crystal is visible.

Equations (2)

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

O ( x , y ) h ( x , y ) r ( x , y ) exp [ i π d λ ( x 2 + y 2 ) ] exp [ 2 i π λ d ( x x + y y ) ] d x d y ,
Δ ϕ ( x , y ) = 2 π λ [ ( Δ n l + n o Δ l ) ] = 2 π λ { 1 2 [ r 13 ( x , y ) n o 3 + 2 ( n o n W ) k 33 ( x , y ) ] V } ,

Metrics