Abstract

We report the observation of surface solitons in chirped semi-infinite waveguide arrays whose waveguides exhibit exponentially decreasing refractive indices. We show that the power threshold for surface wave formation decreases with an increase of the array chirp and that for sufficiently large chirp values linear surface modes are supported.

© 2008 Optical Society of America

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Figures (3)

Fig. 1
Fig. 1

Comparison of experimental (top row) and theoretical (bottom row) intensity distributions for low-power excitation of the first waveguide of the array. The upper edge of each panel corresponds to the input sample facet, while the lower edge corresponds to the output facet. Panels (a) correspond to unchirped array; α = ( b ) 0.014, (c) 0.028 , and (d) 0.042.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Profiles of solitons corresponding to b = 0.671 (curve 1, black) and b = 0.617 [curve 2, gray (red online)] at α = 0 , p = 2.3 . (b) Profiles of solitons corresponding to b = 0.671 (curve 1) and b = 0.594 (curve 2) at α = 0.02 , p = 2.3 . The gray waveguide regions are defined by R ( η ) > 1 2 . (c) The number of the waveguide where linear mode maximum is located versus α at p = 2.3 . (d) Critical chirp for linear surface mode existence versus p. (e) Energy flow versus b at p = 2.3 for α = 0 (curve 1) and α = 0.02 (curve 2). Points marked by circles correspond to the profiles shown in (a) and (b). (f) Soliton threshold energy flow versus α at p = 2.3 .

Fig. 3
Fig. 3

Comparison of experimental and theoretical intensity distributions for the excitation of the first waveguide of the array. Gray-scale theoretical plots, showing propagation dynamics inside the sample, are placed on top of photographs showing experimental intensity distributions at the output sample facet. (a) corresponds to an unchirped array, and in (b) the chirp is α = 0.048 . In all cases the first row corresponds to a peak power of 50 kW , the second row to 500 kW , the third row to 700 kW , and last row to 1200 kW . In simulations the amplitudes of the input Gaussian beams were A = 0.23 , 0.74 , 0.86 , and 1.22 , respectively.

Equations (1)

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i q ξ = 1 2 2 q η 2 q 2 q p R ( η ) q .

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