Abstract

The propagation properties of transverse localized structures are studied experimentally and numerically, showing that their free-space behavior is determined by the features acquired during the nonlinear light–matter interaction at their origin. For a Kerr-like nonlinearity in the optical loop, localized structures show a focalization followed by the formation of a local minimum of the intensity, these features reappearing outside the loop in the near-field region of their free-space propagation.

© 2008 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. Barland, J. R. Tredicce, M. Brambilla, L. A. Lugiato, S. Balle, M. Giudici, T. Maggipinto, L. Spinelli, G. Tissoni, T. Knödl, M. Miller, and R. Jäger, Nature 419, 699 (2002).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. P. L. Ramazza, E. Benkler, U. Bortolozzo, S. Boccaletti, S. Ducci, and F. T. Arecchi, Phys. Rev. E 65, 066204 (2002).
    [CrossRef]
  3. D. W. Mc Laughlin, J. V. Moloney, and A. C. Newell, Phys. Rev. Lett. 51, 75 (1983).
    [CrossRef]
  4. M. Tlidi, P. Mandel, and R. Lefever, Phys. Rev. Lett. 73, 640 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. U. Bortolozzo and S. Residori, Phys. Rev. Lett. 96, 037801 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. T. D. Grow, A. A. Ishaaya, L. T. Vuong, A. L. Gaeta, N. Gavish, and G. Fibich, Opt. Express 14, 5468 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. J. Durnin, J. J. Miceli, and J. H. Eberly, Phys. Rev. Lett. 58, 1499 (1987).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. S. Chavez-Cerda, E. Tepichin, A. Meneses-Nava, G. Ramirez, and J. M. Hickmann, Opt. Express 3, 524 (1998).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. G. A. Siviloglou, J. Broky, A. Dogariu, and D. N. Christodoulides, Phys. Rev. Lett. 99, 213901 (2007).
    [CrossRef]
  10. V. Garces-Chavez, D. McGloin, H. Melville, W. Sibbett, and K. Dholakia, Nature 419, 145 (2002).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. S. Residori, Phys. Rep. 416, 201 (2005).
    [CrossRef]
  12. M. G. Clerc, A. Petrossian, and S. Residori, Phys. Rev. E 71, 015205 (2005).
    [CrossRef]

2007 (1)

G. A. Siviloglou, J. Broky, A. Dogariu, and D. N. Christodoulides, Phys. Rev. Lett. 99, 213901 (2007).
[CrossRef]

2006 (2)

2005 (2)

S. Residori, Phys. Rep. 416, 201 (2005).
[CrossRef]

M. G. Clerc, A. Petrossian, and S. Residori, Phys. Rev. E 71, 015205 (2005).
[CrossRef]

2002 (3)

S. Barland, J. R. Tredicce, M. Brambilla, L. A. Lugiato, S. Balle, M. Giudici, T. Maggipinto, L. Spinelli, G. Tissoni, T. Knödl, M. Miller, and R. Jäger, Nature 419, 699 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

P. L. Ramazza, E. Benkler, U. Bortolozzo, S. Boccaletti, S. Ducci, and F. T. Arecchi, Phys. Rev. E 65, 066204 (2002).
[CrossRef]

V. Garces-Chavez, D. McGloin, H. Melville, W. Sibbett, and K. Dholakia, Nature 419, 145 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

1998 (1)

1994 (1)

M. Tlidi, P. Mandel, and R. Lefever, Phys. Rev. Lett. 73, 640 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

1987 (1)

J. Durnin, J. J. Miceli, and J. H. Eberly, Phys. Rev. Lett. 58, 1499 (1987).
[CrossRef] [PubMed]

1983 (1)

D. W. Mc Laughlin, J. V. Moloney, and A. C. Newell, Phys. Rev. Lett. 51, 75 (1983).
[CrossRef]

Arecchi, F. T.

P. L. Ramazza, E. Benkler, U. Bortolozzo, S. Boccaletti, S. Ducci, and F. T. Arecchi, Phys. Rev. E 65, 066204 (2002).
[CrossRef]

Balle, S.

S. Barland, J. R. Tredicce, M. Brambilla, L. A. Lugiato, S. Balle, M. Giudici, T. Maggipinto, L. Spinelli, G. Tissoni, T. Knödl, M. Miller, and R. Jäger, Nature 419, 699 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Barland, S.

S. Barland, J. R. Tredicce, M. Brambilla, L. A. Lugiato, S. Balle, M. Giudici, T. Maggipinto, L. Spinelli, G. Tissoni, T. Knödl, M. Miller, and R. Jäger, Nature 419, 699 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Benkler, E.

P. L. Ramazza, E. Benkler, U. Bortolozzo, S. Boccaletti, S. Ducci, and F. T. Arecchi, Phys. Rev. E 65, 066204 (2002).
[CrossRef]

Boccaletti, S.

P. L. Ramazza, E. Benkler, U. Bortolozzo, S. Boccaletti, S. Ducci, and F. T. Arecchi, Phys. Rev. E 65, 066204 (2002).
[CrossRef]

Bortolozzo, U.

U. Bortolozzo and S. Residori, Phys. Rev. Lett. 96, 037801 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

P. L. Ramazza, E. Benkler, U. Bortolozzo, S. Boccaletti, S. Ducci, and F. T. Arecchi, Phys. Rev. E 65, 066204 (2002).
[CrossRef]

Brambilla, M.

S. Barland, J. R. Tredicce, M. Brambilla, L. A. Lugiato, S. Balle, M. Giudici, T. Maggipinto, L. Spinelli, G. Tissoni, T. Knödl, M. Miller, and R. Jäger, Nature 419, 699 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Broky, J.

G. A. Siviloglou, J. Broky, A. Dogariu, and D. N. Christodoulides, Phys. Rev. Lett. 99, 213901 (2007).
[CrossRef]

Chavez-Cerda, S.

Christodoulides, D. N.

G. A. Siviloglou, J. Broky, A. Dogariu, and D. N. Christodoulides, Phys. Rev. Lett. 99, 213901 (2007).
[CrossRef]

Clerc, M. G.

M. G. Clerc, A. Petrossian, and S. Residori, Phys. Rev. E 71, 015205 (2005).
[CrossRef]

Dholakia, K.

V. Garces-Chavez, D. McGloin, H. Melville, W. Sibbett, and K. Dholakia, Nature 419, 145 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Dogariu, A.

G. A. Siviloglou, J. Broky, A. Dogariu, and D. N. Christodoulides, Phys. Rev. Lett. 99, 213901 (2007).
[CrossRef]

Ducci, S.

P. L. Ramazza, E. Benkler, U. Bortolozzo, S. Boccaletti, S. Ducci, and F. T. Arecchi, Phys. Rev. E 65, 066204 (2002).
[CrossRef]

Durnin, J.

J. Durnin, J. J. Miceli, and J. H. Eberly, Phys. Rev. Lett. 58, 1499 (1987).
[CrossRef] [PubMed]

Eberly, J. H.

J. Durnin, J. J. Miceli, and J. H. Eberly, Phys. Rev. Lett. 58, 1499 (1987).
[CrossRef] [PubMed]

Fibich, G.

Gaeta, A. L.

Garces-Chavez, V.

V. Garces-Chavez, D. McGloin, H. Melville, W. Sibbett, and K. Dholakia, Nature 419, 145 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Gavish, N.

Giudici, M.

S. Barland, J. R. Tredicce, M. Brambilla, L. A. Lugiato, S. Balle, M. Giudici, T. Maggipinto, L. Spinelli, G. Tissoni, T. Knödl, M. Miller, and R. Jäger, Nature 419, 699 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Grow, T. D.

Hickmann, J. M.

Ishaaya, A. A.

Jäger, R.

S. Barland, J. R. Tredicce, M. Brambilla, L. A. Lugiato, S. Balle, M. Giudici, T. Maggipinto, L. Spinelli, G. Tissoni, T. Knödl, M. Miller, and R. Jäger, Nature 419, 699 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Knödl, T.

S. Barland, J. R. Tredicce, M. Brambilla, L. A. Lugiato, S. Balle, M. Giudici, T. Maggipinto, L. Spinelli, G. Tissoni, T. Knödl, M. Miller, and R. Jäger, Nature 419, 699 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Lefever, R.

M. Tlidi, P. Mandel, and R. Lefever, Phys. Rev. Lett. 73, 640 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Lugiato, L. A.

S. Barland, J. R. Tredicce, M. Brambilla, L. A. Lugiato, S. Balle, M. Giudici, T. Maggipinto, L. Spinelli, G. Tissoni, T. Knödl, M. Miller, and R. Jäger, Nature 419, 699 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Maggipinto, T.

S. Barland, J. R. Tredicce, M. Brambilla, L. A. Lugiato, S. Balle, M. Giudici, T. Maggipinto, L. Spinelli, G. Tissoni, T. Knödl, M. Miller, and R. Jäger, Nature 419, 699 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Mandel, P.

M. Tlidi, P. Mandel, and R. Lefever, Phys. Rev. Lett. 73, 640 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Mc Laughlin, D. W.

D. W. Mc Laughlin, J. V. Moloney, and A. C. Newell, Phys. Rev. Lett. 51, 75 (1983).
[CrossRef]

McGloin, D.

V. Garces-Chavez, D. McGloin, H. Melville, W. Sibbett, and K. Dholakia, Nature 419, 145 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Melville, H.

V. Garces-Chavez, D. McGloin, H. Melville, W. Sibbett, and K. Dholakia, Nature 419, 145 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Meneses-Nava, A.

Miceli, J. J.

J. Durnin, J. J. Miceli, and J. H. Eberly, Phys. Rev. Lett. 58, 1499 (1987).
[CrossRef] [PubMed]

Miller, M.

S. Barland, J. R. Tredicce, M. Brambilla, L. A. Lugiato, S. Balle, M. Giudici, T. Maggipinto, L. Spinelli, G. Tissoni, T. Knödl, M. Miller, and R. Jäger, Nature 419, 699 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Moloney, J. V.

D. W. Mc Laughlin, J. V. Moloney, and A. C. Newell, Phys. Rev. Lett. 51, 75 (1983).
[CrossRef]

Newell, A. C.

D. W. Mc Laughlin, J. V. Moloney, and A. C. Newell, Phys. Rev. Lett. 51, 75 (1983).
[CrossRef]

Petrossian, A.

M. G. Clerc, A. Petrossian, and S. Residori, Phys. Rev. E 71, 015205 (2005).
[CrossRef]

Ramazza, P. L.

P. L. Ramazza, E. Benkler, U. Bortolozzo, S. Boccaletti, S. Ducci, and F. T. Arecchi, Phys. Rev. E 65, 066204 (2002).
[CrossRef]

Ramirez, G.

Residori, S.

U. Bortolozzo and S. Residori, Phys. Rev. Lett. 96, 037801 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

M. G. Clerc, A. Petrossian, and S. Residori, Phys. Rev. E 71, 015205 (2005).
[CrossRef]

S. Residori, Phys. Rep. 416, 201 (2005).
[CrossRef]

Sibbett, W.

V. Garces-Chavez, D. McGloin, H. Melville, W. Sibbett, and K. Dholakia, Nature 419, 145 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Siviloglou, G. A.

G. A. Siviloglou, J. Broky, A. Dogariu, and D. N. Christodoulides, Phys. Rev. Lett. 99, 213901 (2007).
[CrossRef]

Spinelli, L.

S. Barland, J. R. Tredicce, M. Brambilla, L. A. Lugiato, S. Balle, M. Giudici, T. Maggipinto, L. Spinelli, G. Tissoni, T. Knödl, M. Miller, and R. Jäger, Nature 419, 699 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Tepichin, E.

Tissoni, G.

S. Barland, J. R. Tredicce, M. Brambilla, L. A. Lugiato, S. Balle, M. Giudici, T. Maggipinto, L. Spinelli, G. Tissoni, T. Knödl, M. Miller, and R. Jäger, Nature 419, 699 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Tlidi, M.

M. Tlidi, P. Mandel, and R. Lefever, Phys. Rev. Lett. 73, 640 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Tredicce, J. R.

S. Barland, J. R. Tredicce, M. Brambilla, L. A. Lugiato, S. Balle, M. Giudici, T. Maggipinto, L. Spinelli, G. Tissoni, T. Knödl, M. Miller, and R. Jäger, Nature 419, 699 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Vuong, L. T.

Nature (2)

S. Barland, J. R. Tredicce, M. Brambilla, L. A. Lugiato, S. Balle, M. Giudici, T. Maggipinto, L. Spinelli, G. Tissoni, T. Knödl, M. Miller, and R. Jäger, Nature 419, 699 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

V. Garces-Chavez, D. McGloin, H. Melville, W. Sibbett, and K. Dholakia, Nature 419, 145 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Opt. Express (2)

Phys. Rep. (1)

S. Residori, Phys. Rep. 416, 201 (2005).
[CrossRef]

Phys. Rev. E (2)

M. G. Clerc, A. Petrossian, and S. Residori, Phys. Rev. E 71, 015205 (2005).
[CrossRef]

P. L. Ramazza, E. Benkler, U. Bortolozzo, S. Boccaletti, S. Ducci, and F. T. Arecchi, Phys. Rev. E 65, 066204 (2002).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (5)

D. W. Mc Laughlin, J. V. Moloney, and A. C. Newell, Phys. Rev. Lett. 51, 75 (1983).
[CrossRef]

M. Tlidi, P. Mandel, and R. Lefever, Phys. Rev. Lett. 73, 640 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

U. Bortolozzo and S. Residori, Phys. Rev. Lett. 96, 037801 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

G. A. Siviloglou, J. Broky, A. Dogariu, and D. N. Christodoulides, Phys. Rev. Lett. 99, 213901 (2007).
[CrossRef]

J. Durnin, J. J. Miceli, and J. H. Eberly, Phys. Rev. Lett. 58, 1499 (1987).
[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 (4)

Fig. 1
Fig. 1

Experimental irradiance of a localized structure ( L f b = 8 cm ) .

Fig. 2
Fig. 2

In Figs. 2-4, please insert beginning parens: (a), (b), etc.(a) z m (dots) and z M (squares) measured as a function of the diffraction length. Dashed curves, numerical simulations. (b) Localized structure size (dots) versus the propagation distance z and comparison with a Gaussian beam (curve).

Fig. 3
Fig. 3

Numerical irradiances calculated for (a) one localized structure and (b) two localized structures, n 2 = 4 cm 2 W and L f b = 8 cm ; darker parts are inside the optical feedback loop, while lighter parts are outside the loop. Thin rectangular boxes represent the LCLV.

Fig. 4
Fig. 4

(a) Numerical intensity profile of a localized structure during its free-space propagation, L f b = 8 cm ; (b) amplitude and (c) phase profile at z = 0 .

Equations (2)

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

φ = 2 π λ d n 2 E 2 ,
E = E 0 2 e i L f b λ 4 π 2 ( e i φ 1 ) ,

Metrics