Abstract

We report the observation of large self-deflection of 2-D bright photorefractive solitons in LiNbO3 crystal under a dc applied field. Beam deflection as large as 300μm after a 7 mm propagation distance is reported, leading to formation of curved 2-D waveguides. We attribute this large deflection to the low level of impurity acceptors present in the samples, as confirmed by numerical results from a time-dependent photorefractive model.

© 2005 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. M. Segev, B. Crosignani, A. Yariv, and B. Fischer, Phys. Rev. Lett. 68, 923 (1992).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. G. Duree, J. L. Shultz, G. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. M. Shih, M. Segev, G. C. Valley, G. Salamo, B. Crosignani, and P. Di Porto, Electron. Lett. 31, 826 (1995).
    [CrossRef]
  4. J. Petter and C. Denz, Opt. Commun. 188, 55 (2001).
    [CrossRef]
  5. J. W. Fleischer, T. Carmon, M. Segev, N. K. Efremedis, and D. N. Christodoulides, Phys. Rev. Lett. 90, 023902 (2003).
    [CrossRef]
  6. M. Klotz, H. Meng, G. J. Salamo, M. Segev, and S. R. Montgomery, Opt. Lett. 24, 77 (1999).
    [CrossRef]
  7. E. Fazio, F. Renzi, R. Rinaldi, M. Bertolotti, M. Chauvet, W. Ramadan, A. Petris, and V. I. Vlad, Appl. Phys. Lett. 85, 2193 (2004).
    [CrossRef]
  8. M. F. Shih, P. Leach, M. Segev, M. Garret, G. Salamo, and G. C. Valley, Opt. Lett. 21, 324 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. M. I. Carvalho, S. R. Singh, and D. N. Christodoulides, Opt. Commun. 120, 311 (1995).
    [CrossRef]
  10. M. Chauvet, J. Opt. Soc. Am. B 20, 2515 (2003).
    [CrossRef]
  11. N. Fressengeas, J. Maufoy, and G. Kugel, Phys. Rev. E 54, 6866 (1996).
    [CrossRef]
  12. D. N. Christodoulides and M. I. Carvalho, J. Opt. Soc. Am. B 12, 1628 (1995).
    [CrossRef]
  13. L. Ren, L. Liu, D. Liu, J. Zu, and Z. Luan, J. Opt. Soc. Am. B 20, 2162 (2003).
    [CrossRef]
  14. R. A. Rupp, R. Sommerfeldt, K. H. Ringhofer, and E. Krätzig, Appl. Phys. B 51, 364 (1990).
    [CrossRef]

2004

E. Fazio, F. Renzi, R. Rinaldi, M. Bertolotti, M. Chauvet, W. Ramadan, A. Petris, and V. I. Vlad, Appl. Phys. Lett. 85, 2193 (2004).
[CrossRef]

2003

J. W. Fleischer, T. Carmon, M. Segev, N. K. Efremedis, and D. N. Christodoulides, Phys. Rev. Lett. 90, 023902 (2003).
[CrossRef]

M. Chauvet, J. Opt. Soc. Am. B 20, 2515 (2003).
[CrossRef]

L. Ren, L. Liu, D. Liu, J. Zu, and Z. Luan, J. Opt. Soc. Am. B 20, 2162 (2003).
[CrossRef]

2001

J. Petter and C. Denz, Opt. Commun. 188, 55 (2001).
[CrossRef]

1999

1996

1995

D. N. Christodoulides and M. I. Carvalho, J. Opt. Soc. Am. B 12, 1628 (1995).
[CrossRef]

M. I. Carvalho, S. R. Singh, and D. N. Christodoulides, Opt. Commun. 120, 311 (1995).
[CrossRef]

M. Shih, M. Segev, G. C. Valley, G. Salamo, B. Crosignani, and P. Di Porto, Electron. Lett. 31, 826 (1995).
[CrossRef]

1993

G. Duree, J. L. Shultz, G. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

1992

M. Segev, B. Crosignani, A. Yariv, and B. Fischer, Phys. Rev. Lett. 68, 923 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

1990

R. A. Rupp, R. Sommerfeldt, K. H. Ringhofer, and E. Krätzig, Appl. Phys. B 51, 364 (1990).
[CrossRef]

Bertolotti, M.

E. Fazio, F. Renzi, R. Rinaldi, M. Bertolotti, M. Chauvet, W. Ramadan, A. Petris, and V. I. Vlad, Appl. Phys. Lett. 85, 2193 (2004).
[CrossRef]

Carmon, T.

J. W. Fleischer, T. Carmon, M. Segev, N. K. Efremedis, and D. N. Christodoulides, Phys. Rev. Lett. 90, 023902 (2003).
[CrossRef]

Carvalho, M. I.

M. I. Carvalho, S. R. Singh, and D. N. Christodoulides, Opt. Commun. 120, 311 (1995).
[CrossRef]

D. N. Christodoulides and M. I. Carvalho, J. Opt. Soc. Am. B 12, 1628 (1995).
[CrossRef]

Chauvet, M.

E. Fazio, F. Renzi, R. Rinaldi, M. Bertolotti, M. Chauvet, W. Ramadan, A. Petris, and V. I. Vlad, Appl. Phys. Lett. 85, 2193 (2004).
[CrossRef]

M. Chauvet, J. Opt. Soc. Am. B 20, 2515 (2003).
[CrossRef]

Christodoulides, D. N.

J. W. Fleischer, T. Carmon, M. Segev, N. K. Efremedis, and D. N. Christodoulides, Phys. Rev. Lett. 90, 023902 (2003).
[CrossRef]

M. I. Carvalho, S. R. Singh, and D. N. Christodoulides, Opt. Commun. 120, 311 (1995).
[CrossRef]

D. N. Christodoulides and M. I. Carvalho, J. Opt. Soc. Am. B 12, 1628 (1995).
[CrossRef]

Crosignani, B.

M. Shih, M. Segev, G. C. Valley, G. Salamo, B. Crosignani, and P. Di Porto, Electron. Lett. 31, 826 (1995).
[CrossRef]

G. Duree, J. L. Shultz, G. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

M. Segev, B. Crosignani, A. Yariv, and B. Fischer, Phys. Rev. Lett. 68, 923 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Denz, C.

J. Petter and C. Denz, Opt. Commun. 188, 55 (2001).
[CrossRef]

Di Porto, P.

M. Shih, M. Segev, G. C. Valley, G. Salamo, B. Crosignani, and P. Di Porto, Electron. Lett. 31, 826 (1995).
[CrossRef]

G. Duree, J. L. Shultz, G. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Duree, G.

G. Duree, J. L. Shultz, G. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Efremedis, N. K.

J. W. Fleischer, T. Carmon, M. Segev, N. K. Efremedis, and D. N. Christodoulides, Phys. Rev. Lett. 90, 023902 (2003).
[CrossRef]

Fazio, E.

E. Fazio, F. Renzi, R. Rinaldi, M. Bertolotti, M. Chauvet, W. Ramadan, A. Petris, and V. I. Vlad, Appl. Phys. Lett. 85, 2193 (2004).
[CrossRef]

Fischer, B.

M. Segev, B. Crosignani, A. Yariv, and B. Fischer, Phys. Rev. Lett. 68, 923 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Fleischer, J. W.

J. W. Fleischer, T. Carmon, M. Segev, N. K. Efremedis, and D. N. Christodoulides, Phys. Rev. Lett. 90, 023902 (2003).
[CrossRef]

Fressengeas, N.

N. Fressengeas, J. Maufoy, and G. Kugel, Phys. Rev. E 54, 6866 (1996).
[CrossRef]

Garret, M.

Klotz, M.

Krätzig, E.

R. A. Rupp, R. Sommerfeldt, K. H. Ringhofer, and E. Krätzig, Appl. Phys. B 51, 364 (1990).
[CrossRef]

Kugel, G.

N. Fressengeas, J. Maufoy, and G. Kugel, Phys. Rev. E 54, 6866 (1996).
[CrossRef]

Leach, P.

Liu, D.

Liu, L.

Luan, Z.

Maufoy, J.

N. Fressengeas, J. Maufoy, and G. Kugel, Phys. Rev. E 54, 6866 (1996).
[CrossRef]

Meng, H.

Montgomery, S. R.

Neurgaonkar, R. R.

G. Duree, J. L. Shultz, G. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Petris, A.

E. Fazio, F. Renzi, R. Rinaldi, M. Bertolotti, M. Chauvet, W. Ramadan, A. Petris, and V. I. Vlad, Appl. Phys. Lett. 85, 2193 (2004).
[CrossRef]

Petter, J.

J. Petter and C. Denz, Opt. Commun. 188, 55 (2001).
[CrossRef]

Ramadan, W.

E. Fazio, F. Renzi, R. Rinaldi, M. Bertolotti, M. Chauvet, W. Ramadan, A. Petris, and V. I. Vlad, Appl. Phys. Lett. 85, 2193 (2004).
[CrossRef]

Ren, L.

Renzi, F.

E. Fazio, F. Renzi, R. Rinaldi, M. Bertolotti, M. Chauvet, W. Ramadan, A. Petris, and V. I. Vlad, Appl. Phys. Lett. 85, 2193 (2004).
[CrossRef]

Rinaldi, R.

E. Fazio, F. Renzi, R. Rinaldi, M. Bertolotti, M. Chauvet, W. Ramadan, A. Petris, and V. I. Vlad, Appl. Phys. Lett. 85, 2193 (2004).
[CrossRef]

Ringhofer, K. H.

R. A. Rupp, R. Sommerfeldt, K. H. Ringhofer, and E. Krätzig, Appl. Phys. B 51, 364 (1990).
[CrossRef]

Rupp, R. A.

R. A. Rupp, R. Sommerfeldt, K. H. Ringhofer, and E. Krätzig, Appl. Phys. B 51, 364 (1990).
[CrossRef]

Salamo, G.

M. F. Shih, P. Leach, M. Segev, M. Garret, G. Salamo, and G. C. Valley, Opt. Lett. 21, 324 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

M. Shih, M. Segev, G. C. Valley, G. Salamo, B. Crosignani, and P. Di Porto, Electron. Lett. 31, 826 (1995).
[CrossRef]

G. Duree, J. L. Shultz, G. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Salamo, G. J.

Segev, M.

J. W. Fleischer, T. Carmon, M. Segev, N. K. Efremedis, and D. N. Christodoulides, Phys. Rev. Lett. 90, 023902 (2003).
[CrossRef]

M. Klotz, H. Meng, G. J. Salamo, M. Segev, and S. R. Montgomery, Opt. Lett. 24, 77 (1999).
[CrossRef]

M. F. Shih, P. Leach, M. Segev, M. Garret, G. Salamo, and G. C. Valley, Opt. Lett. 21, 324 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

M. Shih, M. Segev, G. C. Valley, G. Salamo, B. Crosignani, and P. Di Porto, Electron. Lett. 31, 826 (1995).
[CrossRef]

G. Duree, J. L. Shultz, G. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

M. Segev, B. Crosignani, A. Yariv, and B. Fischer, Phys. Rev. Lett. 68, 923 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Sharp, E.

G. Duree, J. L. Shultz, G. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Shih, M.

M. Shih, M. Segev, G. C. Valley, G. Salamo, B. Crosignani, and P. Di Porto, Electron. Lett. 31, 826 (1995).
[CrossRef]

Shih, M. F.

Shultz, J. L.

G. Duree, J. L. Shultz, G. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

Singh, S. R.

M. I. Carvalho, S. R. Singh, and D. N. Christodoulides, Opt. Commun. 120, 311 (1995).
[CrossRef]

Sommerfeldt, R.

R. A. Rupp, R. Sommerfeldt, K. H. Ringhofer, and E. Krätzig, Appl. Phys. B 51, 364 (1990).
[CrossRef]

Valley, G. C.

M. F. Shih, P. Leach, M. Segev, M. Garret, G. Salamo, and G. C. Valley, Opt. Lett. 21, 324 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

M. Shih, M. Segev, G. C. Valley, G. Salamo, B. Crosignani, and P. Di Porto, Electron. Lett. 31, 826 (1995).
[CrossRef]

Vlad, V. I.

E. Fazio, F. Renzi, R. Rinaldi, M. Bertolotti, M. Chauvet, W. Ramadan, A. Petris, and V. I. Vlad, Appl. Phys. Lett. 85, 2193 (2004).
[CrossRef]

Yariv, A.

G. Duree, J. L. Shultz, G. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
[CrossRef] [PubMed]

M. Segev, B. Crosignani, A. Yariv, and B. Fischer, Phys. Rev. Lett. 68, 923 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Zu, J.

Appl. Phys. B

R. A. Rupp, R. Sommerfeldt, K. H. Ringhofer, and E. Krätzig, Appl. Phys. B 51, 364 (1990).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett.

E. Fazio, F. Renzi, R. Rinaldi, M. Bertolotti, M. Chauvet, W. Ramadan, A. Petris, and V. I. Vlad, Appl. Phys. Lett. 85, 2193 (2004).
[CrossRef]

Electron. Lett.

M. Shih, M. Segev, G. C. Valley, G. Salamo, B. Crosignani, and P. Di Porto, Electron. Lett. 31, 826 (1995).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B

Opt. Commun.

J. Petter and C. Denz, Opt. Commun. 188, 55 (2001).
[CrossRef]

M. I. Carvalho, S. R. Singh, and D. N. Christodoulides, Opt. Commun. 120, 311 (1995).
[CrossRef]

Opt. Lett.

Phys. Rev. E

N. Fressengeas, J. Maufoy, and G. Kugel, Phys. Rev. E 54, 6866 (1996).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett.

J. W. Fleischer, T. Carmon, M. Segev, N. K. Efremedis, and D. N. Christodoulides, Phys. Rev. Lett. 90, 023902 (2003).
[CrossRef]

M. Segev, B. Crosignani, A. Yariv, and B. Fischer, Phys. Rev. Lett. 68, 923 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

G. Duree, J. L. Shultz, G. Salamo, M. Segev, A. Yariv, B. Crosignani, P. Di Porto, E. Sharp, and R. R. Neurgaonkar, Phys. Rev. Lett. 71, 533 (1993).
[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 (3)

Fig. 1
Fig. 1

Beam evolution at the exit face of a 7 mm long LiNbO 3 sample. Experimental parameters: E 0 = 50 kV cm , P = 100 μ W . Images from (a) to (j) have been taken at times, respectively, equal to 0, 0.5, 2.1, 4, 4.6, 6.3, 9.6, 13, 16.3, and 19.5 h.

Fig. 2
Fig. 2

Beam FWHM (dots) and position of beam maximum (crosses) versus time. Experimental parameters: E 0 = 40 kV cm , P = 100 μ W (the beam position curve has been arbitrarily shifted to avoid overlap).

Fig. 3
Fig. 3

Photoinduced photorefractive field distribution produced by a 10 μ m FWHM Gaussian beam versus time when (a) N A = 1 × 10 15 at . cm 3 and (b) N A = 1 × 10 16 cm 3 . Lower curves are at t = 0.03 t 0 , and time is doubled for each successive curve. Dashed curve is at t = t 0 . Para meters: I max I d = 10 8 , μ = 0.74 cm 2 V 1 s 1 , T = 290 K , N D = 1.1 N A , γ = 1.65 × 10 8 s 1 cm 3 , β ph = 7 × 10 28 cm 3 V 1 , E 0 = 50 kV cm 1 .

Equations (3)

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

ε E x t = e μ ( n E ) x μ k B T 2 n x 2 β ph ( N D N A ) I x ,
n = A ( I + I d ) ( 1 + B E x ) 1 .
ε E t = e μ A ( I + I d ) ( 1 + B E x ) 1 E μ k B T A ( 1 + B E x ) 1 I x β ph ( N D N A ) I + D .

Metrics