Abstract

We observe second harmonic generation via random quasi-phase-matching in a 2.0μm periodically poled, 1-cm-long, z-cut lithium tantalate. Away from resonance, the harmonic output profiles exhibit a characteristic pattern stemming from a stochastic domain distribution and a quadratic growth with the fundamental excitation, as well as a broadband spectral response. The results are in good agreement with a simple model and numerical simulations in the undepleted regime, assuming an anisotropic spread of the random nonlinear component.

© 2010 Optical Society of America

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Cited By

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Figures (3)

Fig. 1
Fig. 1

(a) Scanning electron micrograph of an etched LT sample after periodic poling. (b) Measured SH generated versus FF input power at λ FF = 929.66   nm . (c) Acquired near-field SH intensity patterns due to rQPM: the FF input wavelengths are indicated in the legends.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Pseudocolor map of the Fourier filter, with two Gaussians along k x and a decaying exponential along k y . The white dot indicates the Λ = 2.0 μ m QPM component. The uniform (gray dashed) region is outside the FF range of wavelengths used in this investigation. The arrows point to the longest and shortest Fourier components, corresponding to average domain features in the interval 3.5 6.5 μ m . (b) Random distribution of the sign of the quadratic coefficient d 33 in the x y plane; (c) SH evolution in x y at the QPM-SHG resonance (724 nm); (d) SH evolution in x y for a FF wavelength (930 nm) well away from the QPM resonance.

Fig. 3
Fig. 3

Comparison between experimental data and numerical simulations. Top panels, far-field intensity distribution (a) acquired by the CCD at λ FF = 929.89   nm and averaged over 50 input locations, and (b) calculated at the same λ FF and averaged over 20 noise realizations. Bottom panels, (c) measured and (d) calculated SHG conversion efficiencies versus FF wavelength.

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