Abstract

Fully transparent nondilute polydiene solutions exhibit optical nonlinearities when irradiated by a low-power cw laser in the visible. The formation of optical spatial solitons is imaged through phase contrast microscopy. Both (2+1)D and (1+1)D modulational instabilities are evidenced as 2D and 1D arrays of linear filaments formed by beam defocusing or by using a cylindrical lens. The origin of the nonlinearity remains elusive.

© 2008 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. G. I. Stegeman and M. Segev, Science 286, 1518 (1999).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. A. Couairon and A. Mysyrowicz, Phys. Rep. 441, 47 (2007).
    [CrossRef]
  3. M. Peccianti, C. Conti, C. Assanto, A. De Luca, and C. Umeton, Nature 432, 733 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. M. Shih, P. Leach, M. Segev, M. H. Garrett, G. J. Salamo, and G. C. Valley, Opt. Lett. 21, 324 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. A. Askin, J. M. Dziedzic, and P. W. Smith, Opt. Lett. 7, 276 (1982).
    [CrossRef]
  6. V. E. Yashin, S. A. Chizhov, R. L. Sabirov, T. V. Starchikova, N. V. Vysotina, N. N. Rozanov, V. E. Semenov, V. A. Smirnov, and S. V. Fedorov, Opt. Spectrosc. 98, 466 (2005).
    [CrossRef]
  7. D. Kip, M. Soljacic, M. Segev, E. Eugenieva, and D. N. Christodoulides, Science 290, 495 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. R. El-Ganainy, D. N. Christodoulides, Z. H. Musslimani, C. Rotschild, and M. Segev, Opt. Lett. 32, 3185 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. R. El-Ganainy, D. N. Christodoulides, C. Rotschild, and M. Segev, Opt. Express 15, 10207 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. M. Matuszewski, W. Krolikowski, and Y. S. Kivshar, Opt. Express 16, 1371 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. C. Conti, N. Ghofranha, G. Ruocco, and S. Trillo, Phys. Rev. Lett. 97, 123903 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. P. J. Reece, E. M. Wright, and K. Dholakia, Phys. Rev. Lett. 98, 203902 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. S. Juodkazis, N. Mukai, R. Wakaki, A. Yamaguchi, S. Matsuo, and H. Misawa, Nature 408, 178 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. S. Buil, E. Hugonnot, and J. P. Delville, Phys. Rev. E 63, 041504 (2001).
    [CrossRef]
  15. A. Voit, A. Krekhov, and W. Koehler, Phys. Rev. E 76, 011808 (2007).
    [CrossRef]
  16. R. Sigel, G. Fytas, N. Vainos, S. Pispas, and N. Hadjichristidis, Science 297, 67 (2002).
    [CrossRef] [PubMed]
  17. B. Loppinet, E. Somma, N. Vainos, and G. Fytas, J. Am. Chem. Soc. 127, 9678 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  18. A. Barty, K. A. Nugent, D. Paganin, and A. Roberts, Opt. Lett. 23, 817 (1998).
    [CrossRef]
  19. A. S. Kewitsch and A. Yariv, Opt. Lett. 21, 24 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]

2008 (1)

2007 (5)

A. Couairon and A. Mysyrowicz, Phys. Rep. 441, 47 (2007).
[CrossRef]

P. J. Reece, E. M. Wright, and K. Dholakia, Phys. Rev. Lett. 98, 203902 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

A. Voit, A. Krekhov, and W. Koehler, Phys. Rev. E 76, 011808 (2007).
[CrossRef]

R. El-Ganainy, D. N. Christodoulides, C. Rotschild, and M. Segev, Opt. Express 15, 10207 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

R. El-Ganainy, D. N. Christodoulides, Z. H. Musslimani, C. Rotschild, and M. Segev, Opt. Lett. 32, 3185 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

2006 (1)

C. Conti, N. Ghofranha, G. Ruocco, and S. Trillo, Phys. Rev. Lett. 97, 123903 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

2005 (2)

V. E. Yashin, S. A. Chizhov, R. L. Sabirov, T. V. Starchikova, N. V. Vysotina, N. N. Rozanov, V. E. Semenov, V. A. Smirnov, and S. V. Fedorov, Opt. Spectrosc. 98, 466 (2005).
[CrossRef]

B. Loppinet, E. Somma, N. Vainos, and G. Fytas, J. Am. Chem. Soc. 127, 9678 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

2004 (1)

M. Peccianti, C. Conti, C. Assanto, A. De Luca, and C. Umeton, Nature 432, 733 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

2002 (1)

R. Sigel, G. Fytas, N. Vainos, S. Pispas, and N. Hadjichristidis, Science 297, 67 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

2001 (1)

S. Buil, E. Hugonnot, and J. P. Delville, Phys. Rev. E 63, 041504 (2001).
[CrossRef]

2000 (2)

D. Kip, M. Soljacic, M. Segev, E. Eugenieva, and D. N. Christodoulides, Science 290, 495 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

S. Juodkazis, N. Mukai, R. Wakaki, A. Yamaguchi, S. Matsuo, and H. Misawa, Nature 408, 178 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

1999 (1)

G. I. Stegeman and M. Segev, Science 286, 1518 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

1998 (1)

1996 (2)

1982 (1)

Askin, A.

Assanto, C.

M. Peccianti, C. Conti, C. Assanto, A. De Luca, and C. Umeton, Nature 432, 733 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Barty, A.

Buil, S.

S. Buil, E. Hugonnot, and J. P. Delville, Phys. Rev. E 63, 041504 (2001).
[CrossRef]

Chizhov, S. A.

V. E. Yashin, S. A. Chizhov, R. L. Sabirov, T. V. Starchikova, N. V. Vysotina, N. N. Rozanov, V. E. Semenov, V. A. Smirnov, and S. V. Fedorov, Opt. Spectrosc. 98, 466 (2005).
[CrossRef]

Christodoulides, D. N.

Conti, C.

C. Conti, N. Ghofranha, G. Ruocco, and S. Trillo, Phys. Rev. Lett. 97, 123903 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

M. Peccianti, C. Conti, C. Assanto, A. De Luca, and C. Umeton, Nature 432, 733 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Couairon, A.

A. Couairon and A. Mysyrowicz, Phys. Rep. 441, 47 (2007).
[CrossRef]

De Luca, A.

M. Peccianti, C. Conti, C. Assanto, A. De Luca, and C. Umeton, Nature 432, 733 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Delville, J. P.

S. Buil, E. Hugonnot, and J. P. Delville, Phys. Rev. E 63, 041504 (2001).
[CrossRef]

Dholakia, K.

P. J. Reece, E. M. Wright, and K. Dholakia, Phys. Rev. Lett. 98, 203902 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Dziedzic, J. M.

El-Ganainy, R.

Eugenieva, E.

D. Kip, M. Soljacic, M. Segev, E. Eugenieva, and D. N. Christodoulides, Science 290, 495 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Fedorov, S. V.

V. E. Yashin, S. A. Chizhov, R. L. Sabirov, T. V. Starchikova, N. V. Vysotina, N. N. Rozanov, V. E. Semenov, V. A. Smirnov, and S. V. Fedorov, Opt. Spectrosc. 98, 466 (2005).
[CrossRef]

Fytas, G.

B. Loppinet, E. Somma, N. Vainos, and G. Fytas, J. Am. Chem. Soc. 127, 9678 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

R. Sigel, G. Fytas, N. Vainos, S. Pispas, and N. Hadjichristidis, Science 297, 67 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Garrett, M. H.

Ghofranha, N.

C. Conti, N. Ghofranha, G. Ruocco, and S. Trillo, Phys. Rev. Lett. 97, 123903 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Hadjichristidis, N.

R. Sigel, G. Fytas, N. Vainos, S. Pispas, and N. Hadjichristidis, Science 297, 67 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Hugonnot, E.

S. Buil, E. Hugonnot, and J. P. Delville, Phys. Rev. E 63, 041504 (2001).
[CrossRef]

Juodkazis, S.

S. Juodkazis, N. Mukai, R. Wakaki, A. Yamaguchi, S. Matsuo, and H. Misawa, Nature 408, 178 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Kewitsch, A. S.

Kip, D.

D. Kip, M. Soljacic, M. Segev, E. Eugenieva, and D. N. Christodoulides, Science 290, 495 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Kivshar, Y. S.

Koehler, W.

A. Voit, A. Krekhov, and W. Koehler, Phys. Rev. E 76, 011808 (2007).
[CrossRef]

Krekhov, A.

A. Voit, A. Krekhov, and W. Koehler, Phys. Rev. E 76, 011808 (2007).
[CrossRef]

Krolikowski, W.

Leach, P.

Loppinet, B.

B. Loppinet, E. Somma, N. Vainos, and G. Fytas, J. Am. Chem. Soc. 127, 9678 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Matsuo, S.

S. Juodkazis, N. Mukai, R. Wakaki, A. Yamaguchi, S. Matsuo, and H. Misawa, Nature 408, 178 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Matuszewski, M.

Misawa, H.

S. Juodkazis, N. Mukai, R. Wakaki, A. Yamaguchi, S. Matsuo, and H. Misawa, Nature 408, 178 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Mukai, N.

S. Juodkazis, N. Mukai, R. Wakaki, A. Yamaguchi, S. Matsuo, and H. Misawa, Nature 408, 178 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Musslimani, Z. H.

Mysyrowicz, A.

A. Couairon and A. Mysyrowicz, Phys. Rep. 441, 47 (2007).
[CrossRef]

Nugent, K. A.

Paganin, D.

Peccianti, M.

M. Peccianti, C. Conti, C. Assanto, A. De Luca, and C. Umeton, Nature 432, 733 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Pispas, S.

R. Sigel, G. Fytas, N. Vainos, S. Pispas, and N. Hadjichristidis, Science 297, 67 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Reece, P. J.

P. J. Reece, E. M. Wright, and K. Dholakia, Phys. Rev. Lett. 98, 203902 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Roberts, A.

Rotschild, C.

Rozanov, N. N.

V. E. Yashin, S. A. Chizhov, R. L. Sabirov, T. V. Starchikova, N. V. Vysotina, N. N. Rozanov, V. E. Semenov, V. A. Smirnov, and S. V. Fedorov, Opt. Spectrosc. 98, 466 (2005).
[CrossRef]

Ruocco, G.

C. Conti, N. Ghofranha, G. Ruocco, and S. Trillo, Phys. Rev. Lett. 97, 123903 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Sabirov, R. L.

V. E. Yashin, S. A. Chizhov, R. L. Sabirov, T. V. Starchikova, N. V. Vysotina, N. N. Rozanov, V. E. Semenov, V. A. Smirnov, and S. V. Fedorov, Opt. Spectrosc. 98, 466 (2005).
[CrossRef]

Salamo, G. J.

Segev, M.

Semenov, V. E.

V. E. Yashin, S. A. Chizhov, R. L. Sabirov, T. V. Starchikova, N. V. Vysotina, N. N. Rozanov, V. E. Semenov, V. A. Smirnov, and S. V. Fedorov, Opt. Spectrosc. 98, 466 (2005).
[CrossRef]

Shih, M.

Sigel, R.

R. Sigel, G. Fytas, N. Vainos, S. Pispas, and N. Hadjichristidis, Science 297, 67 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Smirnov, V. A.

V. E. Yashin, S. A. Chizhov, R. L. Sabirov, T. V. Starchikova, N. V. Vysotina, N. N. Rozanov, V. E. Semenov, V. A. Smirnov, and S. V. Fedorov, Opt. Spectrosc. 98, 466 (2005).
[CrossRef]

Smith, P. W.

Soljacic, M.

D. Kip, M. Soljacic, M. Segev, E. Eugenieva, and D. N. Christodoulides, Science 290, 495 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Somma, E.

B. Loppinet, E. Somma, N. Vainos, and G. Fytas, J. Am. Chem. Soc. 127, 9678 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Starchikova, T. V.

V. E. Yashin, S. A. Chizhov, R. L. Sabirov, T. V. Starchikova, N. V. Vysotina, N. N. Rozanov, V. E. Semenov, V. A. Smirnov, and S. V. Fedorov, Opt. Spectrosc. 98, 466 (2005).
[CrossRef]

Stegeman, G. I.

G. I. Stegeman and M. Segev, Science 286, 1518 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

Trillo, S.

C. Conti, N. Ghofranha, G. Ruocco, and S. Trillo, Phys. Rev. Lett. 97, 123903 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Umeton, C.

M. Peccianti, C. Conti, C. Assanto, A. De Luca, and C. Umeton, Nature 432, 733 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Vainos, N.

B. Loppinet, E. Somma, N. Vainos, and G. Fytas, J. Am. Chem. Soc. 127, 9678 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

R. Sigel, G. Fytas, N. Vainos, S. Pispas, and N. Hadjichristidis, Science 297, 67 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Valley, G. C.

Voit, A.

A. Voit, A. Krekhov, and W. Koehler, Phys. Rev. E 76, 011808 (2007).
[CrossRef]

Vysotina, N. V.

V. E. Yashin, S. A. Chizhov, R. L. Sabirov, T. V. Starchikova, N. V. Vysotina, N. N. Rozanov, V. E. Semenov, V. A. Smirnov, and S. V. Fedorov, Opt. Spectrosc. 98, 466 (2005).
[CrossRef]

Wakaki, R.

S. Juodkazis, N. Mukai, R. Wakaki, A. Yamaguchi, S. Matsuo, and H. Misawa, Nature 408, 178 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Wright, E. M.

P. J. Reece, E. M. Wright, and K. Dholakia, Phys. Rev. Lett. 98, 203902 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Yamaguchi, A.

S. Juodkazis, N. Mukai, R. Wakaki, A. Yamaguchi, S. Matsuo, and H. Misawa, Nature 408, 178 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Yariv, A.

Yashin, V. E.

V. E. Yashin, S. A. Chizhov, R. L. Sabirov, T. V. Starchikova, N. V. Vysotina, N. N. Rozanov, V. E. Semenov, V. A. Smirnov, and S. V. Fedorov, Opt. Spectrosc. 98, 466 (2005).
[CrossRef]

J. Am. Chem. Soc. (1)

B. Loppinet, E. Somma, N. Vainos, and G. Fytas, J. Am. Chem. Soc. 127, 9678 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Nature (2)

M. Peccianti, C. Conti, C. Assanto, A. De Luca, and C. Umeton, Nature 432, 733 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

S. Juodkazis, N. Mukai, R. Wakaki, A. Yamaguchi, S. Matsuo, and H. Misawa, Nature 408, 178 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Opt. Express (2)

Opt. Lett. (5)

Opt. Spectrosc. (1)

V. E. Yashin, S. A. Chizhov, R. L. Sabirov, T. V. Starchikova, N. V. Vysotina, N. N. Rozanov, V. E. Semenov, V. A. Smirnov, and S. V. Fedorov, Opt. Spectrosc. 98, 466 (2005).
[CrossRef]

Phys. Rep. (1)

A. Couairon and A. Mysyrowicz, Phys. Rep. 441, 47 (2007).
[CrossRef]

Phys. Rev. E (2)

S. Buil, E. Hugonnot, and J. P. Delville, Phys. Rev. E 63, 041504 (2001).
[CrossRef]

A. Voit, A. Krekhov, and W. Koehler, Phys. Rev. E 76, 011808 (2007).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (2)

C. Conti, N. Ghofranha, G. Ruocco, and S. Trillo, Phys. Rev. Lett. 97, 123903 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

P. J. Reece, E. M. Wright, and K. Dholakia, Phys. Rev. Lett. 98, 203902 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Science (3)

R. Sigel, G. Fytas, N. Vainos, S. Pispas, and N. Hadjichristidis, Science 297, 67 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

G. I. Stegeman and M. Segev, Science 286, 1518 (1999).
[CrossRef] [PubMed]

D. Kip, M. Soljacic, M. Segev, E. Eugenieva, and D. N. Christodoulides, Science 290, 495 (2000).
[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

A, Schematic of the experimental setup. B (a–d), Phase contrast images of the filaments in a 2.42 % PI ( N = 15700 ) –decane solution at different irradiation times ( λ = 671 nm , P = 29 mW ).

Fig. 2
Fig. 2

A, Image intensity profiles I ( t ) I ( 0 ) across the fibers for different writing (laser–medium interacting) times relative to I ( 0 ) at t = 0 . B, The maximum I max = I ( t ) I ( 0 ) versus the function of the irradiation time for laser power P. Solid curves are exponential growth fits to the data. Right y axis: refractive index contrast Δ n . Inset: growth rate versus the P.

Fig. 3
Fig. 3

Filament arrays in a PB ( N = 7100 ) –tetradecane ( n = 1.43 ) solution, c = 14.7 % . A, ( 2 + 1 ) D OSS phase contrast image of the filaments bundle crated with defocused L1 ( P = 300 mW 600 s ). B and C ( 1 + 1 ) D OSS planar array of filaments created with a cylindrical lens ( P = 300 mW , 900 s ). B, Laser light self-guiding observed through scattered light. C, phase contrast image.

Metrics