Abstract

Coupling characteristics of dual-core photonic bandgap fibers with triangular photonic crystal cladding are investigated by use of a vector plane-wave expansion method and a vector finite-element method. We demonstrate the eigenmodes and the coupling length for two orthogonal polarizations. A decoupling phenomenon is found at a certain wavelength in this fiber configuration. The decoupling effect is attributed to the effect of surface modes on the eigenmodes. The decoupling wavelength decreases as the ratio of core radius to cladding air-hole pitch increases from 1.05 to 1.15.

© 2005 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. T. A. Birks, J. C. Knight, and P. St. J. Russell, Opt. Lett. 22, 961 (1997).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. J. C. Knight, J. Arriaga, T. A. Birks, A. Ortigosa-Blanch, W. J. Wadsworth, and P. St. J. Russell, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 807 (2000).
    [CrossRef]
  3. N. G. R. Broderick, T. M. Monro, P. J. Bennett, and D. J. Richardson, Opt. Lett. 24, 1395 (1999).
    [CrossRef]
  4. R. F. Cregan, B. J. Mangan, J. C. Knight, T. A. Birks, P. St. J. Russell, P. J. Roberts, and D. C. Allan, Science 285, 1537 (1999).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. B. J. Mangan, J. C. Knight, T. A. Birks, P. St. J. Russell, and A. H. Greenaway, Electron. Lett. 36, 1358 (2000).
    [CrossRef]
  6. L. Zhang and C. X. Yang, J. Lightwave Technol. 22, 1367 (2004).
    [CrossRef]
  7. L. Zhang and C. X. Yang, Opt. Express 11, 1015 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. K. Saitoh, Y. Sato, and M. Koshiba, Opt. Express 12, 3940 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. K. Saitoh, Y. Sato, and M. Koshiba, Opt. Express 11, 3188 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. J. Laegsgaard, O. Bang, and A. Bjarklev, Opt. Lett. 29, 2473 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. M. Skorobogatiy, K. Saitoh, and M. Koshiba, Opt. Lett. 29, 2112 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. M. Skorobogatiy, Opt. Lett. 29, 1479 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. G. C. Someda, Opt. Lett. 16, 1240 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. S. Boscolo, M. Midrio, and C. G. Someda, IEEE J. Quantum Electron. 38, 47 (2002).
    [CrossRef]
  15. F. S.-S. Chien, Y.-J. Hsu, W.-F. Hsieh, and S.-C. Cheng, Opt. Express 12, 1119 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  16. Y. Tanaka, H. Nakamura, Y. Sugimoto, N. Ikeda, K. Asakawa, and K. Inoue, IEEE J. Quantum Electron. 41, 76 (2005).
    [CrossRef]
  17. K. Saitoh, N. A. Mortensen, and M. Koshiba, Opt. Express 12, 394 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  18. J. A. West, C. M. Smith, N. F. Borrelli, D. C. Allan, and K. W. Koch, Opt. Express 12, 1485 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  19. H. K. Kim, J. Shin, S. H. Fan, M. J. F. Digonnet, and G. S. Kino, IEEE J. Quantum Electron. 40, 551 (2004).
    [CrossRef]
  20. M. J. F. Digonnet, H. K. Kim, J. Shin, S. H. Fan, and G. S. Kino, Opt. Express 12, 1864 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]

2005 (1)

Y. Tanaka, H. Nakamura, Y. Sugimoto, N. Ikeda, K. Asakawa, and K. Inoue, IEEE J. Quantum Electron. 41, 76 (2005).
[CrossRef]

2004 (10)

2003 (2)

2002 (1)

S. Boscolo, M. Midrio, and C. G. Someda, IEEE J. Quantum Electron. 38, 47 (2002).
[CrossRef]

2000 (2)

J. C. Knight, J. Arriaga, T. A. Birks, A. Ortigosa-Blanch, W. J. Wadsworth, and P. St. J. Russell, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 807 (2000).
[CrossRef]

B. J. Mangan, J. C. Knight, T. A. Birks, P. St. J. Russell, and A. H. Greenaway, Electron. Lett. 36, 1358 (2000).
[CrossRef]

1999 (2)

N. G. R. Broderick, T. M. Monro, P. J. Bennett, and D. J. Richardson, Opt. Lett. 24, 1395 (1999).
[CrossRef]

R. F. Cregan, B. J. Mangan, J. C. Knight, T. A. Birks, P. St. J. Russell, P. J. Roberts, and D. C. Allan, Science 285, 1537 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

1997 (1)

1991 (1)

Allan, D. C.

J. A. West, C. M. Smith, N. F. Borrelli, D. C. Allan, and K. W. Koch, Opt. Express 12, 1485 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

R. F. Cregan, B. J. Mangan, J. C. Knight, T. A. Birks, P. St. J. Russell, P. J. Roberts, and D. C. Allan, Science 285, 1537 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Arriaga, J.

J. C. Knight, J. Arriaga, T. A. Birks, A. Ortigosa-Blanch, W. J. Wadsworth, and P. St. J. Russell, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 807 (2000).
[CrossRef]

Asakawa, K.

Y. Tanaka, H. Nakamura, Y. Sugimoto, N. Ikeda, K. Asakawa, and K. Inoue, IEEE J. Quantum Electron. 41, 76 (2005).
[CrossRef]

Bang, O.

Bennett, P. J.

Birks, T. A.

J. C. Knight, J. Arriaga, T. A. Birks, A. Ortigosa-Blanch, W. J. Wadsworth, and P. St. J. Russell, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 807 (2000).
[CrossRef]

B. J. Mangan, J. C. Knight, T. A. Birks, P. St. J. Russell, and A. H. Greenaway, Electron. Lett. 36, 1358 (2000).
[CrossRef]

R. F. Cregan, B. J. Mangan, J. C. Knight, T. A. Birks, P. St. J. Russell, P. J. Roberts, and D. C. Allan, Science 285, 1537 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

T. A. Birks, J. C. Knight, and P. St. J. Russell, Opt. Lett. 22, 961 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

Bjarklev, A.

Borrelli, N. F.

Boscolo, S.

S. Boscolo, M. Midrio, and C. G. Someda, IEEE J. Quantum Electron. 38, 47 (2002).
[CrossRef]

Broderick, N. G. R.

Cheng, S.-C.

Chien, F. S.-S.

Cregan, R. F.

R. F. Cregan, B. J. Mangan, J. C. Knight, T. A. Birks, P. St. J. Russell, P. J. Roberts, and D. C. Allan, Science 285, 1537 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Digonnet, M. J. F.

H. K. Kim, J. Shin, S. H. Fan, M. J. F. Digonnet, and G. S. Kino, IEEE J. Quantum Electron. 40, 551 (2004).
[CrossRef]

M. J. F. Digonnet, H. K. Kim, J. Shin, S. H. Fan, and G. S. Kino, Opt. Express 12, 1864 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Fan, S. H.

M. J. F. Digonnet, H. K. Kim, J. Shin, S. H. Fan, and G. S. Kino, Opt. Express 12, 1864 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

H. K. Kim, J. Shin, S. H. Fan, M. J. F. Digonnet, and G. S. Kino, IEEE J. Quantum Electron. 40, 551 (2004).
[CrossRef]

Greenaway, A. H.

B. J. Mangan, J. C. Knight, T. A. Birks, P. St. J. Russell, and A. H. Greenaway, Electron. Lett. 36, 1358 (2000).
[CrossRef]

Hsieh, W.-F.

Hsu, Y.-J.

Ikeda, N.

Y. Tanaka, H. Nakamura, Y. Sugimoto, N. Ikeda, K. Asakawa, and K. Inoue, IEEE J. Quantum Electron. 41, 76 (2005).
[CrossRef]

Inoue, K.

Y. Tanaka, H. Nakamura, Y. Sugimoto, N. Ikeda, K. Asakawa, and K. Inoue, IEEE J. Quantum Electron. 41, 76 (2005).
[CrossRef]

Kim, H. K.

M. J. F. Digonnet, H. K. Kim, J. Shin, S. H. Fan, and G. S. Kino, Opt. Express 12, 1864 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

H. K. Kim, J. Shin, S. H. Fan, M. J. F. Digonnet, and G. S. Kino, IEEE J. Quantum Electron. 40, 551 (2004).
[CrossRef]

Kino, G. S.

H. K. Kim, J. Shin, S. H. Fan, M. J. F. Digonnet, and G. S. Kino, IEEE J. Quantum Electron. 40, 551 (2004).
[CrossRef]

M. J. F. Digonnet, H. K. Kim, J. Shin, S. H. Fan, and G. S. Kino, Opt. Express 12, 1864 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Knight, J. C.

B. J. Mangan, J. C. Knight, T. A. Birks, P. St. J. Russell, and A. H. Greenaway, Electron. Lett. 36, 1358 (2000).
[CrossRef]

J. C. Knight, J. Arriaga, T. A. Birks, A. Ortigosa-Blanch, W. J. Wadsworth, and P. St. J. Russell, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 807 (2000).
[CrossRef]

R. F. Cregan, B. J. Mangan, J. C. Knight, T. A. Birks, P. St. J. Russell, P. J. Roberts, and D. C. Allan, Science 285, 1537 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

T. A. Birks, J. C. Knight, and P. St. J. Russell, Opt. Lett. 22, 961 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

Koch, K. W.

Koshiba, M.

Laegsgaard, J.

Mangan, B. J.

B. J. Mangan, J. C. Knight, T. A. Birks, P. St. J. Russell, and A. H. Greenaway, Electron. Lett. 36, 1358 (2000).
[CrossRef]

R. F. Cregan, B. J. Mangan, J. C. Knight, T. A. Birks, P. St. J. Russell, P. J. Roberts, and D. C. Allan, Science 285, 1537 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Midrio, M.

S. Boscolo, M. Midrio, and C. G. Someda, IEEE J. Quantum Electron. 38, 47 (2002).
[CrossRef]

Monro, T. M.

Mortensen, N. A.

Nakamura, H.

Y. Tanaka, H. Nakamura, Y. Sugimoto, N. Ikeda, K. Asakawa, and K. Inoue, IEEE J. Quantum Electron. 41, 76 (2005).
[CrossRef]

Ortigosa-Blanch, A.

J. C. Knight, J. Arriaga, T. A. Birks, A. Ortigosa-Blanch, W. J. Wadsworth, and P. St. J. Russell, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 807 (2000).
[CrossRef]

Richardson, D. J.

Roberts, P. J.

R. F. Cregan, B. J. Mangan, J. C. Knight, T. A. Birks, P. St. J. Russell, P. J. Roberts, and D. C. Allan, Science 285, 1537 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Russell, P. St. J.

B. J. Mangan, J. C. Knight, T. A. Birks, P. St. J. Russell, and A. H. Greenaway, Electron. Lett. 36, 1358 (2000).
[CrossRef]

J. C. Knight, J. Arriaga, T. A. Birks, A. Ortigosa-Blanch, W. J. Wadsworth, and P. St. J. Russell, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 807 (2000).
[CrossRef]

R. F. Cregan, B. J. Mangan, J. C. Knight, T. A. Birks, P. St. J. Russell, P. J. Roberts, and D. C. Allan, Science 285, 1537 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

T. A. Birks, J. C. Knight, and P. St. J. Russell, Opt. Lett. 22, 961 (1997).
[CrossRef] [PubMed]

Saitoh, K.

Sato, Y.

Shin, J.

H. K. Kim, J. Shin, S. H. Fan, M. J. F. Digonnet, and G. S. Kino, IEEE J. Quantum Electron. 40, 551 (2004).
[CrossRef]

M. J. F. Digonnet, H. K. Kim, J. Shin, S. H. Fan, and G. S. Kino, Opt. Express 12, 1864 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Skorobogatiy, M.

Smith, C. M.

Someda, C. G.

S. Boscolo, M. Midrio, and C. G. Someda, IEEE J. Quantum Electron. 38, 47 (2002).
[CrossRef]

Someda, G. C.

Sugimoto, Y.

Y. Tanaka, H. Nakamura, Y. Sugimoto, N. Ikeda, K. Asakawa, and K. Inoue, IEEE J. Quantum Electron. 41, 76 (2005).
[CrossRef]

Tanaka, Y.

Y. Tanaka, H. Nakamura, Y. Sugimoto, N. Ikeda, K. Asakawa, and K. Inoue, IEEE J. Quantum Electron. 41, 76 (2005).
[CrossRef]

Wadsworth, W. J.

J. C. Knight, J. Arriaga, T. A. Birks, A. Ortigosa-Blanch, W. J. Wadsworth, and P. St. J. Russell, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 807 (2000).
[CrossRef]

West, J. A.

Yang, C. X.

Zhang, L.

Electron. Lett. (1)

B. J. Mangan, J. C. Knight, T. A. Birks, P. St. J. Russell, and A. H. Greenaway, Electron. Lett. 36, 1358 (2000).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (3)

S. Boscolo, M. Midrio, and C. G. Someda, IEEE J. Quantum Electron. 38, 47 (2002).
[CrossRef]

Y. Tanaka, H. Nakamura, Y. Sugimoto, N. Ikeda, K. Asakawa, and K. Inoue, IEEE J. Quantum Electron. 41, 76 (2005).
[CrossRef]

H. K. Kim, J. Shin, S. H. Fan, M. J. F. Digonnet, and G. S. Kino, IEEE J. Quantum Electron. 40, 551 (2004).
[CrossRef]

IEEE Photon. Technol. Lett. (1)

J. C. Knight, J. Arriaga, T. A. Birks, A. Ortigosa-Blanch, W. J. Wadsworth, and P. St. J. Russell, IEEE Photon. Technol. Lett. 12, 807 (2000).
[CrossRef]

J. Lightwave Technol. (1)

Opt. Express (7)

Opt. Lett. (6)

Science (1)

R. F. Cregan, B. J. Mangan, J. C. Knight, T. A. Birks, P. St. J. Russell, P. J. Roberts, and D. C. Allan, Science 285, 1537 (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 (5)

Fig. 1
Fig. 1

Cross section of dual-core PBGF. One-quarter of the structure is considered in the FEM simulation.

Fig. 2
Fig. 2

Effective index of the PBG edges and the defect mode in a dual-core PBGF.

Fig. 3
Fig. 3

Normalized coupling length of a dual-core PBGF. (The value over 4000 is not shown.)

Fig. 4
Fig. 4

Intensity contour maps of a one-quarter structure (a) even mode for x polarization, (b) odd mode for x polarization, (c) even mode for y polarization, (d) odd mode for y polarization at decoupling wavelength λ = 0.632 Λ . The surface modes (SMs) are marked. Each contour is a 0.05 step from 0.05 to 0.95.

Fig. 5
Fig. 5

Normalized decoupling wavelength λ d Λ as a function of normalized core radius r c Λ .

Equations (2)

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

L c = π β e i β o i , i = x , y ,
+ ( E 1 y H 2 z * E 1 z H 2 y * ) d y = 0 ,

Metrics