Abstract

We investigate light localization at a single phase-slip defect in one-dimensional photonic lattices, both numerically and experimentally. We demonstrate the existence of various robust linear and nonlinear localized modes in lithium niobate waveguide arrays exhibiting saturable defocusing nonlinearity.

© 2010 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. J. D. Joannopoulos, P. R. Villeneuve, and S. H. Fan, Nature 386, 143 (1997).
    [CrossRef]
  2. D. Mandelik, H. S. Eisenberg, Y. Silberberg, R. Morandotti, and J. S. Aitchison, Phys. Rev. Lett. 90, 053902 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. D. N. Christodoulides and R. I. Joseph, Opt. Lett. 13, 794 (1988).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. H. S. Eisenberg, Y. Silberberg, R. Morandotti, A. R. Boyd, and J. S. Aitchison, Phys. Rev. Lett. 81, 3383 (1998).
    [CrossRef]
  5. J. W. Fleischer, T. Carmon, M. Segev, N. K. Efremidis, and D. N. Christodoulides, Phys. Rev. Lett. 90, 023902 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. F. Lederer, G. I. Stegeman, D. N. Christodoulides, G. Assanto, M. Segev, and Y. Silberberg, Phys. Rep. 463, 1 (2008).
    [CrossRef]
  7. Y. V. Kartashov, V. A. Vysloukh, and L. Torner, Prog. Opt. 52, 63 (2009).
    [CrossRef]
  8. R. Scharf and A. R. Bishop, Phys. Rev. A 43, 6535 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. W. Królikowski and Yu. S. Kivshar, J. Opt. Soc. Am. B 13, 876 (1996).
    [CrossRef]
  10. A. B. Aceves, C. DeAngelis, T. Peschel, R. Muschall, F. Lederer, S. Trillo, and S. Wabnitz, Phys. Rev. E 53, 1172(1996).
    [CrossRef]
  11. U. Peschel, R. Morandotti, J. S. Aitchison, H. S. Eisenberg, and Y. Silberberg, Appl. Phys. Lett. 75, 1348 (1999).
    [CrossRef]
  12. R. Morandotti, H. S. Eisenberg, D. Mandelik, Y. Silberberg, D. Modotto, M. Sorel, C. R. Stanley, and J. S. Aitchison, Opt. Lett. 28, 834 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. K. Sakoda and H. Shiroma, Phys. Rev. B 56, 4830 (1997).
    [CrossRef]
  14. J. Yang and Z. Chen, Phys. Rev. E 73, 026609 (2006).
    [CrossRef]
  15. S. Suntsov, K. G. Makris, D. N. Christodoulides, G. I. Stegeman, R. Morandotti, M. Volatier, V. Aimez, R. Arès, C. E. Rüter, and D. Kip, Opt. Express 15, 4663 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  16. V. M. Apalkov and M. E. Raikh, Phys. Rev. Lett. 90, 253901 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  17. M. I. Molina and Y. S. Kivshar, Opt. Lett. 33, 917 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  18. M. I. Molina and Yu. S. Kivshar, Phys. Rev. A 80, 063812(2009).
    [CrossRef]
  19. M. Stepić, D. Kip, Lj. Hadžievski, and A. Maluckov, Phys. Rev. E 69, 066618 (2004).
    [CrossRef]
  20. K. G. Makris, S. Suntsov, D. N. Christodoulides, G. I. Stegeman, and A. Haché, Opt. Lett. 30, 2466 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  21. Y. Tan, F. Chen, M. Stepić, V. Shandarov, and D. Kip, Opt. Express 16, 10465 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  22. E. Smirnov, C. E. Rüter, M. Stepić, D. Kip, and V. Shandarov, Phys. Rev. E 74, 065601(R) (2006).
    [CrossRef]

2009 (2)

Y. V. Kartashov, V. A. Vysloukh, and L. Torner, Prog. Opt. 52, 63 (2009).
[CrossRef]

M. I. Molina and Yu. S. Kivshar, Phys. Rev. A 80, 063812(2009).
[CrossRef]

2008 (3)

2007 (1)

2006 (2)

E. Smirnov, C. E. Rüter, M. Stepić, D. Kip, and V. Shandarov, Phys. Rev. E 74, 065601(R) (2006).
[CrossRef]

J. Yang and Z. Chen, Phys. Rev. E 73, 026609 (2006).
[CrossRef]

2005 (1)

2004 (1)

M. Stepić, D. Kip, Lj. Hadžievski, and A. Maluckov, Phys. Rev. E 69, 066618 (2004).
[CrossRef]

2003 (4)

V. M. Apalkov and M. E. Raikh, Phys. Rev. Lett. 90, 253901 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

D. Mandelik, H. S. Eisenberg, Y. Silberberg, R. Morandotti, and J. S. Aitchison, Phys. Rev. Lett. 90, 053902 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

J. W. Fleischer, T. Carmon, M. Segev, N. K. Efremidis, and D. N. Christodoulides, Phys. Rev. Lett. 90, 023902 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

R. Morandotti, H. S. Eisenberg, D. Mandelik, Y. Silberberg, D. Modotto, M. Sorel, C. R. Stanley, and J. S. Aitchison, Opt. Lett. 28, 834 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

1999 (1)

U. Peschel, R. Morandotti, J. S. Aitchison, H. S. Eisenberg, and Y. Silberberg, Appl. Phys. Lett. 75, 1348 (1999).
[CrossRef]

1998 (1)

H. S. Eisenberg, Y. Silberberg, R. Morandotti, A. R. Boyd, and J. S. Aitchison, Phys. Rev. Lett. 81, 3383 (1998).
[CrossRef]

1997 (2)

J. D. Joannopoulos, P. R. Villeneuve, and S. H. Fan, Nature 386, 143 (1997).
[CrossRef]

K. Sakoda and H. Shiroma, Phys. Rev. B 56, 4830 (1997).
[CrossRef]

1996 (2)

A. B. Aceves, C. DeAngelis, T. Peschel, R. Muschall, F. Lederer, S. Trillo, and S. Wabnitz, Phys. Rev. E 53, 1172(1996).
[CrossRef]

W. Królikowski and Yu. S. Kivshar, J. Opt. Soc. Am. B 13, 876 (1996).
[CrossRef]

1991 (1)

R. Scharf and A. R. Bishop, Phys. Rev. A 43, 6535 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

1988 (1)

Aceves, A. B.

A. B. Aceves, C. DeAngelis, T. Peschel, R. Muschall, F. Lederer, S. Trillo, and S. Wabnitz, Phys. Rev. E 53, 1172(1996).
[CrossRef]

Aimez, V.

Aitchison, J. S.

R. Morandotti, H. S. Eisenberg, D. Mandelik, Y. Silberberg, D. Modotto, M. Sorel, C. R. Stanley, and J. S. Aitchison, Opt. Lett. 28, 834 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

D. Mandelik, H. S. Eisenberg, Y. Silberberg, R. Morandotti, and J. S. Aitchison, Phys. Rev. Lett. 90, 053902 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

U. Peschel, R. Morandotti, J. S. Aitchison, H. S. Eisenberg, and Y. Silberberg, Appl. Phys. Lett. 75, 1348 (1999).
[CrossRef]

H. S. Eisenberg, Y. Silberberg, R. Morandotti, A. R. Boyd, and J. S. Aitchison, Phys. Rev. Lett. 81, 3383 (1998).
[CrossRef]

Apalkov, V. M.

V. M. Apalkov and M. E. Raikh, Phys. Rev. Lett. 90, 253901 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Arès, R.

Assanto, G.

F. Lederer, G. I. Stegeman, D. N. Christodoulides, G. Assanto, M. Segev, and Y. Silberberg, Phys. Rep. 463, 1 (2008).
[CrossRef]

Bishop, A. R.

R. Scharf and A. R. Bishop, Phys. Rev. A 43, 6535 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Boyd, A. R.

H. S. Eisenberg, Y. Silberberg, R. Morandotti, A. R. Boyd, and J. S. Aitchison, Phys. Rev. Lett. 81, 3383 (1998).
[CrossRef]

Carmon, T.

J. W. Fleischer, T. Carmon, M. Segev, N. K. Efremidis, and D. N. Christodoulides, Phys. Rev. Lett. 90, 023902 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Chen, F.

Chen, Z.

J. Yang and Z. Chen, Phys. Rev. E 73, 026609 (2006).
[CrossRef]

Christodoulides, D. N.

DeAngelis, C.

A. B. Aceves, C. DeAngelis, T. Peschel, R. Muschall, F. Lederer, S. Trillo, and S. Wabnitz, Phys. Rev. E 53, 1172(1996).
[CrossRef]

Efremidis, N. K.

J. W. Fleischer, T. Carmon, M. Segev, N. K. Efremidis, and D. N. Christodoulides, Phys. Rev. Lett. 90, 023902 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Eisenberg, H. S.

D. Mandelik, H. S. Eisenberg, Y. Silberberg, R. Morandotti, and J. S. Aitchison, Phys. Rev. Lett. 90, 053902 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

R. Morandotti, H. S. Eisenberg, D. Mandelik, Y. Silberberg, D. Modotto, M. Sorel, C. R. Stanley, and J. S. Aitchison, Opt. Lett. 28, 834 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

U. Peschel, R. Morandotti, J. S. Aitchison, H. S. Eisenberg, and Y. Silberberg, Appl. Phys. Lett. 75, 1348 (1999).
[CrossRef]

H. S. Eisenberg, Y. Silberberg, R. Morandotti, A. R. Boyd, and J. S. Aitchison, Phys. Rev. Lett. 81, 3383 (1998).
[CrossRef]

Fan, S. H.

J. D. Joannopoulos, P. R. Villeneuve, and S. H. Fan, Nature 386, 143 (1997).
[CrossRef]

Fleischer, J. W.

J. W. Fleischer, T. Carmon, M. Segev, N. K. Efremidis, and D. N. Christodoulides, Phys. Rev. Lett. 90, 023902 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Haché, A.

Hadžievski, Lj.

M. Stepić, D. Kip, Lj. Hadžievski, and A. Maluckov, Phys. Rev. E 69, 066618 (2004).
[CrossRef]

Joannopoulos, J. D.

J. D. Joannopoulos, P. R. Villeneuve, and S. H. Fan, Nature 386, 143 (1997).
[CrossRef]

Joseph, R. I.

Kartashov, Y. V.

Y. V. Kartashov, V. A. Vysloukh, and L. Torner, Prog. Opt. 52, 63 (2009).
[CrossRef]

Kip, D.

Kivshar, Y. S.

Kivshar, Yu. S.

M. I. Molina and Yu. S. Kivshar, Phys. Rev. A 80, 063812(2009).
[CrossRef]

W. Królikowski and Yu. S. Kivshar, J. Opt. Soc. Am. B 13, 876 (1996).
[CrossRef]

Królikowski, W.

Lederer, F.

F. Lederer, G. I. Stegeman, D. N. Christodoulides, G. Assanto, M. Segev, and Y. Silberberg, Phys. Rep. 463, 1 (2008).
[CrossRef]

A. B. Aceves, C. DeAngelis, T. Peschel, R. Muschall, F. Lederer, S. Trillo, and S. Wabnitz, Phys. Rev. E 53, 1172(1996).
[CrossRef]

Makris, K. G.

Maluckov, A.

M. Stepić, D. Kip, Lj. Hadžievski, and A. Maluckov, Phys. Rev. E 69, 066618 (2004).
[CrossRef]

Mandelik, D.

Modotto, D.

Molina, M. I.

M. I. Molina and Yu. S. Kivshar, Phys. Rev. A 80, 063812(2009).
[CrossRef]

M. I. Molina and Y. S. Kivshar, Opt. Lett. 33, 917 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

Morandotti, R.

S. Suntsov, K. G. Makris, D. N. Christodoulides, G. I. Stegeman, R. Morandotti, M. Volatier, V. Aimez, R. Arès, C. E. Rüter, and D. Kip, Opt. Express 15, 4663 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

R. Morandotti, H. S. Eisenberg, D. Mandelik, Y. Silberberg, D. Modotto, M. Sorel, C. R. Stanley, and J. S. Aitchison, Opt. Lett. 28, 834 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

D. Mandelik, H. S. Eisenberg, Y. Silberberg, R. Morandotti, and J. S. Aitchison, Phys. Rev. Lett. 90, 053902 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

U. Peschel, R. Morandotti, J. S. Aitchison, H. S. Eisenberg, and Y. Silberberg, Appl. Phys. Lett. 75, 1348 (1999).
[CrossRef]

H. S. Eisenberg, Y. Silberberg, R. Morandotti, A. R. Boyd, and J. S. Aitchison, Phys. Rev. Lett. 81, 3383 (1998).
[CrossRef]

Muschall, R.

A. B. Aceves, C. DeAngelis, T. Peschel, R. Muschall, F. Lederer, S. Trillo, and S. Wabnitz, Phys. Rev. E 53, 1172(1996).
[CrossRef]

Peschel, T.

A. B. Aceves, C. DeAngelis, T. Peschel, R. Muschall, F. Lederer, S. Trillo, and S. Wabnitz, Phys. Rev. E 53, 1172(1996).
[CrossRef]

Peschel, U.

U. Peschel, R. Morandotti, J. S. Aitchison, H. S. Eisenberg, and Y. Silberberg, Appl. Phys. Lett. 75, 1348 (1999).
[CrossRef]

Raikh, M. E.

V. M. Apalkov and M. E. Raikh, Phys. Rev. Lett. 90, 253901 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Rüter, C. E.

Sakoda, K.

K. Sakoda and H. Shiroma, Phys. Rev. B 56, 4830 (1997).
[CrossRef]

Scharf, R.

R. Scharf and A. R. Bishop, Phys. Rev. A 43, 6535 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Segev, M.

F. Lederer, G. I. Stegeman, D. N. Christodoulides, G. Assanto, M. Segev, and Y. Silberberg, Phys. Rep. 463, 1 (2008).
[CrossRef]

J. W. Fleischer, T. Carmon, M. Segev, N. K. Efremidis, and D. N. Christodoulides, Phys. Rev. Lett. 90, 023902 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Shandarov, V.

Y. Tan, F. Chen, M. Stepić, V. Shandarov, and D. Kip, Opt. Express 16, 10465 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

E. Smirnov, C. E. Rüter, M. Stepić, D. Kip, and V. Shandarov, Phys. Rev. E 74, 065601(R) (2006).
[CrossRef]

Shiroma, H.

K. Sakoda and H. Shiroma, Phys. Rev. B 56, 4830 (1997).
[CrossRef]

Silberberg, Y.

F. Lederer, G. I. Stegeman, D. N. Christodoulides, G. Assanto, M. Segev, and Y. Silberberg, Phys. Rep. 463, 1 (2008).
[CrossRef]

D. Mandelik, H. S. Eisenberg, Y. Silberberg, R. Morandotti, and J. S. Aitchison, Phys. Rev. Lett. 90, 053902 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

R. Morandotti, H. S. Eisenberg, D. Mandelik, Y. Silberberg, D. Modotto, M. Sorel, C. R. Stanley, and J. S. Aitchison, Opt. Lett. 28, 834 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

U. Peschel, R. Morandotti, J. S. Aitchison, H. S. Eisenberg, and Y. Silberberg, Appl. Phys. Lett. 75, 1348 (1999).
[CrossRef]

H. S. Eisenberg, Y. Silberberg, R. Morandotti, A. R. Boyd, and J. S. Aitchison, Phys. Rev. Lett. 81, 3383 (1998).
[CrossRef]

Smirnov, E.

E. Smirnov, C. E. Rüter, M. Stepić, D. Kip, and V. Shandarov, Phys. Rev. E 74, 065601(R) (2006).
[CrossRef]

Sorel, M.

Stanley, C. R.

Stegeman, G. I.

Stepic, M.

Y. Tan, F. Chen, M. Stepić, V. Shandarov, and D. Kip, Opt. Express 16, 10465 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

E. Smirnov, C. E. Rüter, M. Stepić, D. Kip, and V. Shandarov, Phys. Rev. E 74, 065601(R) (2006).
[CrossRef]

M. Stepić, D. Kip, Lj. Hadžievski, and A. Maluckov, Phys. Rev. E 69, 066618 (2004).
[CrossRef]

Suntsov, S.

Tan, Y.

Torner, L.

Y. V. Kartashov, V. A. Vysloukh, and L. Torner, Prog. Opt. 52, 63 (2009).
[CrossRef]

Trillo, S.

A. B. Aceves, C. DeAngelis, T. Peschel, R. Muschall, F. Lederer, S. Trillo, and S. Wabnitz, Phys. Rev. E 53, 1172(1996).
[CrossRef]

Villeneuve, P. R.

J. D. Joannopoulos, P. R. Villeneuve, and S. H. Fan, Nature 386, 143 (1997).
[CrossRef]

Volatier, M.

Vysloukh, V. A.

Y. V. Kartashov, V. A. Vysloukh, and L. Torner, Prog. Opt. 52, 63 (2009).
[CrossRef]

Wabnitz, S.

A. B. Aceves, C. DeAngelis, T. Peschel, R. Muschall, F. Lederer, S. Trillo, and S. Wabnitz, Phys. Rev. E 53, 1172(1996).
[CrossRef]

Yang, J.

J. Yang and Z. Chen, Phys. Rev. E 73, 026609 (2006).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

U. Peschel, R. Morandotti, J. S. Aitchison, H. S. Eisenberg, and Y. Silberberg, Appl. Phys. Lett. 75, 1348 (1999).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (1)

Nature (1)

J. D. Joannopoulos, P. R. Villeneuve, and S. H. Fan, Nature 386, 143 (1997).
[CrossRef]

Opt. Express (2)

Opt. Lett. (4)

Phys. Rep. (1)

F. Lederer, G. I. Stegeman, D. N. Christodoulides, G. Assanto, M. Segev, and Y. Silberberg, Phys. Rep. 463, 1 (2008).
[CrossRef]

Phys. Rev. A (2)

R. Scharf and A. R. Bishop, Phys. Rev. A 43, 6535 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

M. I. Molina and Yu. S. Kivshar, Phys. Rev. A 80, 063812(2009).
[CrossRef]

Phys. Rev. B (1)

K. Sakoda and H. Shiroma, Phys. Rev. B 56, 4830 (1997).
[CrossRef]

Phys. Rev. E (4)

J. Yang and Z. Chen, Phys. Rev. E 73, 026609 (2006).
[CrossRef]

M. Stepić, D. Kip, Lj. Hadžievski, and A. Maluckov, Phys. Rev. E 69, 066618 (2004).
[CrossRef]

E. Smirnov, C. E. Rüter, M. Stepić, D. Kip, and V. Shandarov, Phys. Rev. E 74, 065601(R) (2006).
[CrossRef]

A. B. Aceves, C. DeAngelis, T. Peschel, R. Muschall, F. Lederer, S. Trillo, and S. Wabnitz, Phys. Rev. E 53, 1172(1996).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (4)

D. Mandelik, H. S. Eisenberg, Y. Silberberg, R. Morandotti, and J. S. Aitchison, Phys. Rev. Lett. 90, 053902 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

H. S. Eisenberg, Y. Silberberg, R. Morandotti, A. R. Boyd, and J. S. Aitchison, Phys. Rev. Lett. 81, 3383 (1998).
[CrossRef]

J. W. Fleischer, T. Carmon, M. Segev, N. K. Efremidis, and D. N. Christodoulides, Phys. Rev. Lett. 90, 023902 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

V. M. Apalkov and M. E. Raikh, Phys. Rev. Lett. 90, 253901 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

Prog. Opt. (1)

Y. V. Kartashov, V. A. Vysloukh, and L. Torner, Prog. Opt. 52, 63 (2009).
[CrossRef]

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

Two-channel excitation: (a), (b) numerical simulation for C = 0.5 C and C = 2 C , respectively (top view), and (c) experimental results. Used power, measured in front of microscope lens that focuses light on the sample, is 0.01 μW .

Fig. 2
Fig. 2

Light propagation inside photonic lattice. (a), (d) Input beam profiles. (b), (e) Linear and nonlinear beam propagation along the array, respectively (top view). (c), (f) Images collected by CCD camera from the end facet of the photonic lattice.

Fig. 3
Fig. 3

(a) Linear surface mode formed in the case of C > C . (b) Evolution of red laser light injected into array through one channel of the coupling defect. Light power is 0.08 μW and 0.8 μW , respectively. Small white arrows at the top of the pictures indicate position where the laser light was injected into the system. (c) Phase interferogram of defect mode whose evolution is given in (b).

Equations (1)

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

β E n + C n , n 1 E n 1 + C n , n + 1 E n + 1 + α | E n | 2 1 + κ | E n | 2 E n = 0 ,

Metrics