Abstract

We address surface solitons supported by the interface of optical lattices imprinted in saturable media with surface-localized gain. The nonlinearity saturation puts restrictions on the maximal energy flow carried by surface solitons. As a consequence, the presence of a thin amplifying layer near the surface results in the controllable emission of solitons toward the lattice at angles depending on the amplification rate and lattice depth.

© 2007 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. H.E.Ponath and G.I.Stegeman, eds., Nonlinear Surface Electromagnetic Phenomena (North Holland, 1991).
  2. D. Mihalache, M. Bertolotti, and C. Sibilia, Prog. Opt. 27, 229 (1989).
  3. K. G. Makris, S. Suntsov, D. N. Christodoulides, and G. I. Stegeman, Opt. Lett. 30, 2466 (2005).
    [Crossref] [PubMed]
  4. S. Suntsov, K. G. Makris, D. N. Christodoulides, G. I. Stegeman, A. Hache, R. Morandotti, H. Yang, G. Salamo, and M. Sorel, Phys. Rev. Lett. 96, 063901 (2006).
    [Crossref] [PubMed]
  5. Y. V. Kartashov, V. A. Vysloukh, and L. Torner, Phys. Rev. Lett. 96, 073901 (2006).
    [Crossref] [PubMed]
  6. M. I. Molina, R. A. Vicencio, and Y. S. Kivshar, Opt. Lett. 31, 1693 (2006).
    [Crossref] [PubMed]
  7. C. R. Rosberg, D. N. Neshev, W. Krolikowski, A. Mitchell, R. A. Vicencio, M. I. Molina, and Y. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 97, 083901 (2006).
    [Crossref] [PubMed]
  8. E. Smirnov, M. Stepic, C. E. Ruter, D. Kip, and V. Shandarov, Opt. Lett. 31, 2338 (2006).
    [Crossref] [PubMed]
  9. Y. V. Kartashov and L. Torner, Opt. Lett. 31, 2172 (2006).
    [Crossref] [PubMed]
  10. Y. V. Kartashov, A. A. Egorov, V. A. Vysloukh, and L. Torner, Opt. Express 14, 4049 (2006).
    [Crossref] [PubMed]
  11. K. G. Makris, J. Hudock, D. N. Christodoulides, G. I. Stegeman, O. Manela, and M. Segev, Opt. Lett. 31, 2774 (2006).
    [Crossref] [PubMed]
  12. H. Susanto, P. G. Kevrekidis, B. A. Malomed, R. Carretero-Gonzalez, and D. J. Frantzeskakis, Phys. Rev. E 75, 056605 (2007).
    [Crossref]
  13. R. A. Vicencio, S. Flach, M. I. Molina, and Y. S. Kivshar, Phys. Lett. A 364, 274 (2007).
    [Crossref]
  14. I. Baumann, S. Bosso, R. Brinkmann, R. Corsini, M. Dinand, A. Greiner, K. Schafer, J. Sochtig, W. Sohler, H. Suche, and R. Wessel, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 355 (1996).
    [Crossref]
  15. J. J. Romero, M. R. B. Andreeta, E. R. M. Andreeta, L. E. Bausa, A. C. Hernandes, and J. G. Sole, Appl. Phys. A 78, 1037 (2004).
    [Crossref]
  16. J. W. Fleischer, M. Segev, N. K. Efremidis, and D. N. Christodoulides, Nature 422, 147 (2003).
    [Crossref] [PubMed]
  17. E. M. Wright, G. I. Stegeman, C. T. Seaton, J. V. Moloney, and A. D. Boardman, Phys. Rev. A 34, 4442 (1986).
    [Crossref] [PubMed]
  18. F. Baronio, C. De Angelis, P.-H. Pioger, V. Couderc, A. Barthelemy, Y. Min, V. Quiring, and W. Sohler, Opt. Lett. 28, 2348 (2003).
    [Crossref] [PubMed]

2007 (2)

H. Susanto, P. G. Kevrekidis, B. A. Malomed, R. Carretero-Gonzalez, and D. J. Frantzeskakis, Phys. Rev. E 75, 056605 (2007).
[Crossref]

R. A. Vicencio, S. Flach, M. I. Molina, and Y. S. Kivshar, Phys. Lett. A 364, 274 (2007).
[Crossref]

2006 (8)

2005 (1)

2004 (1)

J. J. Romero, M. R. B. Andreeta, E. R. M. Andreeta, L. E. Bausa, A. C. Hernandes, and J. G. Sole, Appl. Phys. A 78, 1037 (2004).
[Crossref]

2003 (2)

1996 (1)

I. Baumann, S. Bosso, R. Brinkmann, R. Corsini, M. Dinand, A. Greiner, K. Schafer, J. Sochtig, W. Sohler, H. Suche, and R. Wessel, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 355 (1996).
[Crossref]

1989 (1)

D. Mihalache, M. Bertolotti, and C. Sibilia, Prog. Opt. 27, 229 (1989).

1986 (1)

E. M. Wright, G. I. Stegeman, C. T. Seaton, J. V. Moloney, and A. D. Boardman, Phys. Rev. A 34, 4442 (1986).
[Crossref] [PubMed]

Andreeta, E. R. M.

J. J. Romero, M. R. B. Andreeta, E. R. M. Andreeta, L. E. Bausa, A. C. Hernandes, and J. G. Sole, Appl. Phys. A 78, 1037 (2004).
[Crossref]

Andreeta, M. R. B.

J. J. Romero, M. R. B. Andreeta, E. R. M. Andreeta, L. E. Bausa, A. C. Hernandes, and J. G. Sole, Appl. Phys. A 78, 1037 (2004).
[Crossref]

Baronio, F.

Barthelemy, A.

Baumann, I.

I. Baumann, S. Bosso, R. Brinkmann, R. Corsini, M. Dinand, A. Greiner, K. Schafer, J. Sochtig, W. Sohler, H. Suche, and R. Wessel, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 355 (1996).
[Crossref]

Bausa, L. E.

J. J. Romero, M. R. B. Andreeta, E. R. M. Andreeta, L. E. Bausa, A. C. Hernandes, and J. G. Sole, Appl. Phys. A 78, 1037 (2004).
[Crossref]

Bertolotti, M.

D. Mihalache, M. Bertolotti, and C. Sibilia, Prog. Opt. 27, 229 (1989).

Boardman, A. D.

E. M. Wright, G. I. Stegeman, C. T. Seaton, J. V. Moloney, and A. D. Boardman, Phys. Rev. A 34, 4442 (1986).
[Crossref] [PubMed]

Bosso, S.

I. Baumann, S. Bosso, R. Brinkmann, R. Corsini, M. Dinand, A. Greiner, K. Schafer, J. Sochtig, W. Sohler, H. Suche, and R. Wessel, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 355 (1996).
[Crossref]

Brinkmann, R.

I. Baumann, S. Bosso, R. Brinkmann, R. Corsini, M. Dinand, A. Greiner, K. Schafer, J. Sochtig, W. Sohler, H. Suche, and R. Wessel, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 355 (1996).
[Crossref]

Carretero-Gonzalez, R.

H. Susanto, P. G. Kevrekidis, B. A. Malomed, R. Carretero-Gonzalez, and D. J. Frantzeskakis, Phys. Rev. E 75, 056605 (2007).
[Crossref]

Christodoulides, D. N.

S. Suntsov, K. G. Makris, D. N. Christodoulides, G. I. Stegeman, A. Hache, R. Morandotti, H. Yang, G. Salamo, and M. Sorel, Phys. Rev. Lett. 96, 063901 (2006).
[Crossref] [PubMed]

K. G. Makris, J. Hudock, D. N. Christodoulides, G. I. Stegeman, O. Manela, and M. Segev, Opt. Lett. 31, 2774 (2006).
[Crossref] [PubMed]

K. G. Makris, S. Suntsov, D. N. Christodoulides, and G. I. Stegeman, Opt. Lett. 30, 2466 (2005).
[Crossref] [PubMed]

J. W. Fleischer, M. Segev, N. K. Efremidis, and D. N. Christodoulides, Nature 422, 147 (2003).
[Crossref] [PubMed]

Corsini, R.

I. Baumann, S. Bosso, R. Brinkmann, R. Corsini, M. Dinand, A. Greiner, K. Schafer, J. Sochtig, W. Sohler, H. Suche, and R. Wessel, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 355 (1996).
[Crossref]

Couderc, V.

De Angelis, C.

Dinand, M.

I. Baumann, S. Bosso, R. Brinkmann, R. Corsini, M. Dinand, A. Greiner, K. Schafer, J. Sochtig, W. Sohler, H. Suche, and R. Wessel, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 355 (1996).
[Crossref]

Efremidis, N. K.

J. W. Fleischer, M. Segev, N. K. Efremidis, and D. N. Christodoulides, Nature 422, 147 (2003).
[Crossref] [PubMed]

Egorov, A. A.

Flach, S.

R. A. Vicencio, S. Flach, M. I. Molina, and Y. S. Kivshar, Phys. Lett. A 364, 274 (2007).
[Crossref]

Fleischer, J. W.

J. W. Fleischer, M. Segev, N. K. Efremidis, and D. N. Christodoulides, Nature 422, 147 (2003).
[Crossref] [PubMed]

Frantzeskakis, D. J.

H. Susanto, P. G. Kevrekidis, B. A. Malomed, R. Carretero-Gonzalez, and D. J. Frantzeskakis, Phys. Rev. E 75, 056605 (2007).
[Crossref]

Greiner, A.

I. Baumann, S. Bosso, R. Brinkmann, R. Corsini, M. Dinand, A. Greiner, K. Schafer, J. Sochtig, W. Sohler, H. Suche, and R. Wessel, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 355 (1996).
[Crossref]

Hache, A.

S. Suntsov, K. G. Makris, D. N. Christodoulides, G. I. Stegeman, A. Hache, R. Morandotti, H. Yang, G. Salamo, and M. Sorel, Phys. Rev. Lett. 96, 063901 (2006).
[Crossref] [PubMed]

Hernandes, A. C.

J. J. Romero, M. R. B. Andreeta, E. R. M. Andreeta, L. E. Bausa, A. C. Hernandes, and J. G. Sole, Appl. Phys. A 78, 1037 (2004).
[Crossref]

Hudock, J.

Kartashov, Y. V.

Kevrekidis, P. G.

H. Susanto, P. G. Kevrekidis, B. A. Malomed, R. Carretero-Gonzalez, and D. J. Frantzeskakis, Phys. Rev. E 75, 056605 (2007).
[Crossref]

Kip, D.

Kivshar, Y. S.

R. A. Vicencio, S. Flach, M. I. Molina, and Y. S. Kivshar, Phys. Lett. A 364, 274 (2007).
[Crossref]

C. R. Rosberg, D. N. Neshev, W. Krolikowski, A. Mitchell, R. A. Vicencio, M. I. Molina, and Y. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 97, 083901 (2006).
[Crossref] [PubMed]

M. I. Molina, R. A. Vicencio, and Y. S. Kivshar, Opt. Lett. 31, 1693 (2006).
[Crossref] [PubMed]

Krolikowski, W.

C. R. Rosberg, D. N. Neshev, W. Krolikowski, A. Mitchell, R. A. Vicencio, M. I. Molina, and Y. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 97, 083901 (2006).
[Crossref] [PubMed]

Makris, K. G.

Malomed, B. A.

H. Susanto, P. G. Kevrekidis, B. A. Malomed, R. Carretero-Gonzalez, and D. J. Frantzeskakis, Phys. Rev. E 75, 056605 (2007).
[Crossref]

Manela, O.

Mihalache, D.

D. Mihalache, M. Bertolotti, and C. Sibilia, Prog. Opt. 27, 229 (1989).

Min, Y.

Mitchell, A.

C. R. Rosberg, D. N. Neshev, W. Krolikowski, A. Mitchell, R. A. Vicencio, M. I. Molina, and Y. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 97, 083901 (2006).
[Crossref] [PubMed]

Molina, M. I.

R. A. Vicencio, S. Flach, M. I. Molina, and Y. S. Kivshar, Phys. Lett. A 364, 274 (2007).
[Crossref]

C. R. Rosberg, D. N. Neshev, W. Krolikowski, A. Mitchell, R. A. Vicencio, M. I. Molina, and Y. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 97, 083901 (2006).
[Crossref] [PubMed]

M. I. Molina, R. A. Vicencio, and Y. S. Kivshar, Opt. Lett. 31, 1693 (2006).
[Crossref] [PubMed]

Moloney, J. V.

E. M. Wright, G. I. Stegeman, C. T. Seaton, J. V. Moloney, and A. D. Boardman, Phys. Rev. A 34, 4442 (1986).
[Crossref] [PubMed]

Morandotti, R.

S. Suntsov, K. G. Makris, D. N. Christodoulides, G. I. Stegeman, A. Hache, R. Morandotti, H. Yang, G. Salamo, and M. Sorel, Phys. Rev. Lett. 96, 063901 (2006).
[Crossref] [PubMed]

Neshev, D. N.

C. R. Rosberg, D. N. Neshev, W. Krolikowski, A. Mitchell, R. A. Vicencio, M. I. Molina, and Y. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 97, 083901 (2006).
[Crossref] [PubMed]

Pioger, P.-H.

Quiring, V.

Romero, J. J.

J. J. Romero, M. R. B. Andreeta, E. R. M. Andreeta, L. E. Bausa, A. C. Hernandes, and J. G. Sole, Appl. Phys. A 78, 1037 (2004).
[Crossref]

Rosberg, C. R.

C. R. Rosberg, D. N. Neshev, W. Krolikowski, A. Mitchell, R. A. Vicencio, M. I. Molina, and Y. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 97, 083901 (2006).
[Crossref] [PubMed]

Ruter, C. E.

Salamo, G.

S. Suntsov, K. G. Makris, D. N. Christodoulides, G. I. Stegeman, A. Hache, R. Morandotti, H. Yang, G. Salamo, and M. Sorel, Phys. Rev. Lett. 96, 063901 (2006).
[Crossref] [PubMed]

Schafer, K.

I. Baumann, S. Bosso, R. Brinkmann, R. Corsini, M. Dinand, A. Greiner, K. Schafer, J. Sochtig, W. Sohler, H. Suche, and R. Wessel, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 355 (1996).
[Crossref]

Seaton, C. T.

E. M. Wright, G. I. Stegeman, C. T. Seaton, J. V. Moloney, and A. D. Boardman, Phys. Rev. A 34, 4442 (1986).
[Crossref] [PubMed]

Segev, M.

Shandarov, V.

Sibilia, C.

D. Mihalache, M. Bertolotti, and C. Sibilia, Prog. Opt. 27, 229 (1989).

Smirnov, E.

Sochtig, J.

I. Baumann, S. Bosso, R. Brinkmann, R. Corsini, M. Dinand, A. Greiner, K. Schafer, J. Sochtig, W. Sohler, H. Suche, and R. Wessel, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 355 (1996).
[Crossref]

Sohler, W.

F. Baronio, C. De Angelis, P.-H. Pioger, V. Couderc, A. Barthelemy, Y. Min, V. Quiring, and W. Sohler, Opt. Lett. 28, 2348 (2003).
[Crossref] [PubMed]

I. Baumann, S. Bosso, R. Brinkmann, R. Corsini, M. Dinand, A. Greiner, K. Schafer, J. Sochtig, W. Sohler, H. Suche, and R. Wessel, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 355 (1996).
[Crossref]

Sole, J. G.

J. J. Romero, M. R. B. Andreeta, E. R. M. Andreeta, L. E. Bausa, A. C. Hernandes, and J. G. Sole, Appl. Phys. A 78, 1037 (2004).
[Crossref]

Sorel, M.

S. Suntsov, K. G. Makris, D. N. Christodoulides, G. I. Stegeman, A. Hache, R. Morandotti, H. Yang, G. Salamo, and M. Sorel, Phys. Rev. Lett. 96, 063901 (2006).
[Crossref] [PubMed]

Stegeman, G. I.

S. Suntsov, K. G. Makris, D. N. Christodoulides, G. I. Stegeman, A. Hache, R. Morandotti, H. Yang, G. Salamo, and M. Sorel, Phys. Rev. Lett. 96, 063901 (2006).
[Crossref] [PubMed]

K. G. Makris, J. Hudock, D. N. Christodoulides, G. I. Stegeman, O. Manela, and M. Segev, Opt. Lett. 31, 2774 (2006).
[Crossref] [PubMed]

K. G. Makris, S. Suntsov, D. N. Christodoulides, and G. I. Stegeman, Opt. Lett. 30, 2466 (2005).
[Crossref] [PubMed]

E. M. Wright, G. I. Stegeman, C. T. Seaton, J. V. Moloney, and A. D. Boardman, Phys. Rev. A 34, 4442 (1986).
[Crossref] [PubMed]

Stepic, M.

Suche, H.

I. Baumann, S. Bosso, R. Brinkmann, R. Corsini, M. Dinand, A. Greiner, K. Schafer, J. Sochtig, W. Sohler, H. Suche, and R. Wessel, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 355 (1996).
[Crossref]

Suntsov, S.

S. Suntsov, K. G. Makris, D. N. Christodoulides, G. I. Stegeman, A. Hache, R. Morandotti, H. Yang, G. Salamo, and M. Sorel, Phys. Rev. Lett. 96, 063901 (2006).
[Crossref] [PubMed]

K. G. Makris, S. Suntsov, D. N. Christodoulides, and G. I. Stegeman, Opt. Lett. 30, 2466 (2005).
[Crossref] [PubMed]

Susanto, H.

H. Susanto, P. G. Kevrekidis, B. A. Malomed, R. Carretero-Gonzalez, and D. J. Frantzeskakis, Phys. Rev. E 75, 056605 (2007).
[Crossref]

Torner, L.

Vicencio, R. A.

R. A. Vicencio, S. Flach, M. I. Molina, and Y. S. Kivshar, Phys. Lett. A 364, 274 (2007).
[Crossref]

C. R. Rosberg, D. N. Neshev, W. Krolikowski, A. Mitchell, R. A. Vicencio, M. I. Molina, and Y. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 97, 083901 (2006).
[Crossref] [PubMed]

M. I. Molina, R. A. Vicencio, and Y. S. Kivshar, Opt. Lett. 31, 1693 (2006).
[Crossref] [PubMed]

Vysloukh, V. A.

Wessel, R.

I. Baumann, S. Bosso, R. Brinkmann, R. Corsini, M. Dinand, A. Greiner, K. Schafer, J. Sochtig, W. Sohler, H. Suche, and R. Wessel, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 355 (1996).
[Crossref]

Wright, E. M.

E. M. Wright, G. I. Stegeman, C. T. Seaton, J. V. Moloney, and A. D. Boardman, Phys. Rev. A 34, 4442 (1986).
[Crossref] [PubMed]

Yang, H.

S. Suntsov, K. G. Makris, D. N. Christodoulides, G. I. Stegeman, A. Hache, R. Morandotti, H. Yang, G. Salamo, and M. Sorel, Phys. Rev. Lett. 96, 063901 (2006).
[Crossref] [PubMed]

Appl. Phys. A (1)

J. J. Romero, M. R. B. Andreeta, E. R. M. Andreeta, L. E. Bausa, A. C. Hernandes, and J. G. Sole, Appl. Phys. A 78, 1037 (2004).
[Crossref]

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. (1)

I. Baumann, S. Bosso, R. Brinkmann, R. Corsini, M. Dinand, A. Greiner, K. Schafer, J. Sochtig, W. Sohler, H. Suche, and R. Wessel, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 2, 355 (1996).
[Crossref]

Nature (1)

J. W. Fleischer, M. Segev, N. K. Efremidis, and D. N. Christodoulides, Nature 422, 147 (2003).
[Crossref] [PubMed]

Opt. Express (1)

Opt. Lett. (6)

Phys. Lett. A (1)

R. A. Vicencio, S. Flach, M. I. Molina, and Y. S. Kivshar, Phys. Lett. A 364, 274 (2007).
[Crossref]

Phys. Rev. A (1)

E. M. Wright, G. I. Stegeman, C. T. Seaton, J. V. Moloney, and A. D. Boardman, Phys. Rev. A 34, 4442 (1986).
[Crossref] [PubMed]

Phys. Rev. E (1)

H. Susanto, P. G. Kevrekidis, B. A. Malomed, R. Carretero-Gonzalez, and D. J. Frantzeskakis, Phys. Rev. E 75, 056605 (2007).
[Crossref]

Phys. Rev. Lett. (3)

C. R. Rosberg, D. N. Neshev, W. Krolikowski, A. Mitchell, R. A. Vicencio, M. I. Molina, and Y. S. Kivshar, Phys. Rev. Lett. 97, 083901 (2006).
[Crossref] [PubMed]

S. Suntsov, K. G. Makris, D. N. Christodoulides, G. I. Stegeman, A. Hache, R. Morandotti, H. Yang, G. Salamo, and M. Sorel, Phys. Rev. Lett. 96, 063901 (2006).
[Crossref] [PubMed]

Y. V. Kartashov, V. A. Vysloukh, and L. Torner, Phys. Rev. Lett. 96, 073901 (2006).
[Crossref] [PubMed]

Prog. Opt. (1)

D. Mihalache, M. Bertolotti, and C. Sibilia, Prog. Opt. 27, 229 (1989).

Other (1)

H.E.Ponath and G.I.Stegeman, eds., Nonlinear Surface Electromagnetic Phenomena (North Holland, 1991).

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

Profiles of odd (black curve) and even (red dashed curve) solitons for (a) b = 0.65 , (b) b = 1.4 , and p = 1 , S = 1 , σ = 1 . Profiles of odd (black curve) and twisted (red dashed curve) gap solitons for (c) b = 0.98 , (d) b = 0.2 , and p = 2 , S = 1 , σ = 1 .

Fig. 2
Fig. 2

(a) Energy flow versus propagation constant for odd (black curve) and even (red dashed curve) surface solitons at p = 1 , S = 1 . (b) Domain of existence of odd and even solitons on the ( S , b ) plane at p = 1.5 . (a) and (b) correspond to focusing medium. (c) Energy flow versus propagation constant for odd (black curve) and twisted (red dashed curve) gap surface solitons at p = 2 , S = 1 . (d) Domain of existence of odd and twisted solitons on the ( S , b ) plane at p = 2 . (c) and (d) correspond to defocusing medium.

Fig. 3
Fig. 3

Emission of (a) single solitons at γ = 0.031 , (b) two solitons at γ = 0.04 , and (c) three solitons at γ = 0.05 . (a)–(c) correspond to σ = 1 , p = 1 , η γ = π Ω , and input energy flow U = 20 . (d) Emission of gap solitons at σ = 1 , γ = 0.12 , p = 1.8 , η γ = 0 , and U = 60 . White dashed lines indicate interface position. In all cases S = 1 .

Fig. 4
Fig. 4

(a) Escape distance and (b) angle versus γ at p = 0.5 . Inset in (a) shows energy concentrated in the first lattice channel versus ξ for γ = 0.01 (red dashed curve) and 0.02 (black curve). (c) Escape distance and (d) angle versus p at γ = 0.04 . In all cases σ = 1 , S = 1 , and input soliton energy U = 17.2 .

Equations (1)

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

i q ξ = 1 2 2 q η 2 + σ q q 2 1 + S q 2 p R ( η ) q + i γ G ( η ) q ,

Metrics