Abstract

We present in this Letter the second-harmonic generation of femtosecond pulses in double-line-written waveguides fabricated in periodically poled lithium niobate (PPLN) with femtosecond laser pulses. In a 10-mm-long sample, a normalized conversion efficiency of 12.6%W1cm2 has been achieved for 40 fs pump pulses with the wavelengths centered at 1550 nm. Simulation results show that in PPLN waveguides the FWHM of wavelength tuning curve for 40 fs pump pulses is 42 nm, which is 15 times of that for 40 ps pump pulses.

© 2010 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. K. M. Davis, K. Miura, N. Sugimoto, and K. Hirao, Opt. Lett. 21, 1729 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. R. R. Thomson, S. Campbell, I. J. Blewitt, A. K. Kar, and D. T. Reid, Appl. Phys. Lett. 88, 111109 (2006).
    [CrossRef]
  3. Y. L. Lee, N. E. Yu, C. Jung, B. A. Yu, I. B. Sohn, S. C. Choi, Y. C. Noh, D. K. Ko, W. S. Yang, H. M. Lee, W. K. Kim, and H. Y. Lee, Appl. Phys. Lett. 89, 171103 (2006).
    [CrossRef]
  4. J. Burghoff, C. Grebing, S. Nolte, and A. Tünnermann, Appl. Phys. Lett. 89, 081108 (2006).
    [CrossRef]
  5. R. Osellame, M. Lobino, N. Chiodo, M. Marangoni, G. Cerullo, R. Ramponi, H. T. Bookey, R. R. Thomson, N. D. Psaila, and A. K. Kar, Appl. Phys. Lett. 90, 241107 (2007).
    [CrossRef]
  6. J. Thomas, M. Heinrich, J. Burghoff, S. Nolte, A. Ancona, and A. Tünnermann, Appl. Phys. Lett. 91, 151108 (2007).
    [CrossRef]
  7. S. Campbell, R. R. Thomson, D. P. Hand, A. K. Kar, D. T. Reid, C. Canalias, V. Pasiskevicius, and F. Laurell, Opt. Express 15, 17146 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. Z. Zheng, A. M. Weiner, K. R. Parameswaran, M. H. Chou, and M. M. Fejer, J. Opt. Soc. Am. B 19, 839 (2002).
    [CrossRef]
  9. N. E. Yu, J. H. Ro, M. Cha, S. Kurimura, and T. Taira, Opt. Lett. 27, 1046 (2002).
    [CrossRef]
  10. R. Schiek, Y. Baek, and G. I. Stegeman, J. Opt. Soc. Am. B 15, 2255 (1998).
    [CrossRef]

2007

R. Osellame, M. Lobino, N. Chiodo, M. Marangoni, G. Cerullo, R. Ramponi, H. T. Bookey, R. R. Thomson, N. D. Psaila, and A. K. Kar, Appl. Phys. Lett. 90, 241107 (2007).
[CrossRef]

J. Thomas, M. Heinrich, J. Burghoff, S. Nolte, A. Ancona, and A. Tünnermann, Appl. Phys. Lett. 91, 151108 (2007).
[CrossRef]

S. Campbell, R. R. Thomson, D. P. Hand, A. K. Kar, D. T. Reid, C. Canalias, V. Pasiskevicius, and F. Laurell, Opt. Express 15, 17146 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

2006

R. R. Thomson, S. Campbell, I. J. Blewitt, A. K. Kar, and D. T. Reid, Appl. Phys. Lett. 88, 111109 (2006).
[CrossRef]

Y. L. Lee, N. E. Yu, C. Jung, B. A. Yu, I. B. Sohn, S. C. Choi, Y. C. Noh, D. K. Ko, W. S. Yang, H. M. Lee, W. K. Kim, and H. Y. Lee, Appl. Phys. Lett. 89, 171103 (2006).
[CrossRef]

J. Burghoff, C. Grebing, S. Nolte, and A. Tünnermann, Appl. Phys. Lett. 89, 081108 (2006).
[CrossRef]

2002

1998

1996

Ancona, A.

J. Thomas, M. Heinrich, J. Burghoff, S. Nolte, A. Ancona, and A. Tünnermann, Appl. Phys. Lett. 91, 151108 (2007).
[CrossRef]

Baek, Y.

Blewitt, I. J.

R. R. Thomson, S. Campbell, I. J. Blewitt, A. K. Kar, and D. T. Reid, Appl. Phys. Lett. 88, 111109 (2006).
[CrossRef]

Bookey, H. T.

R. Osellame, M. Lobino, N. Chiodo, M. Marangoni, G. Cerullo, R. Ramponi, H. T. Bookey, R. R. Thomson, N. D. Psaila, and A. K. Kar, Appl. Phys. Lett. 90, 241107 (2007).
[CrossRef]

Burghoff, J.

J. Thomas, M. Heinrich, J. Burghoff, S. Nolte, A. Ancona, and A. Tünnermann, Appl. Phys. Lett. 91, 151108 (2007).
[CrossRef]

J. Burghoff, C. Grebing, S. Nolte, and A. Tünnermann, Appl. Phys. Lett. 89, 081108 (2006).
[CrossRef]

Campbell, S.

Canalias, C.

Cerullo, G.

R. Osellame, M. Lobino, N. Chiodo, M. Marangoni, G. Cerullo, R. Ramponi, H. T. Bookey, R. R. Thomson, N. D. Psaila, and A. K. Kar, Appl. Phys. Lett. 90, 241107 (2007).
[CrossRef]

Cha, M.

Chiodo, N.

R. Osellame, M. Lobino, N. Chiodo, M. Marangoni, G. Cerullo, R. Ramponi, H. T. Bookey, R. R. Thomson, N. D. Psaila, and A. K. Kar, Appl. Phys. Lett. 90, 241107 (2007).
[CrossRef]

Choi, S. C.

Y. L. Lee, N. E. Yu, C. Jung, B. A. Yu, I. B. Sohn, S. C. Choi, Y. C. Noh, D. K. Ko, W. S. Yang, H. M. Lee, W. K. Kim, and H. Y. Lee, Appl. Phys. Lett. 89, 171103 (2006).
[CrossRef]

Chou, M. H.

Davis, K. M.

Fejer, M. M.

Grebing, C.

J. Burghoff, C. Grebing, S. Nolte, and A. Tünnermann, Appl. Phys. Lett. 89, 081108 (2006).
[CrossRef]

Hand, D. P.

Heinrich, M.

J. Thomas, M. Heinrich, J. Burghoff, S. Nolte, A. Ancona, and A. Tünnermann, Appl. Phys. Lett. 91, 151108 (2007).
[CrossRef]

Hirao, K.

Jung, C.

Y. L. Lee, N. E. Yu, C. Jung, B. A. Yu, I. B. Sohn, S. C. Choi, Y. C. Noh, D. K. Ko, W. S. Yang, H. M. Lee, W. K. Kim, and H. Y. Lee, Appl. Phys. Lett. 89, 171103 (2006).
[CrossRef]

Kar, A. K.

S. Campbell, R. R. Thomson, D. P. Hand, A. K. Kar, D. T. Reid, C. Canalias, V. Pasiskevicius, and F. Laurell, Opt. Express 15, 17146 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

R. Osellame, M. Lobino, N. Chiodo, M. Marangoni, G. Cerullo, R. Ramponi, H. T. Bookey, R. R. Thomson, N. D. Psaila, and A. K. Kar, Appl. Phys. Lett. 90, 241107 (2007).
[CrossRef]

R. R. Thomson, S. Campbell, I. J. Blewitt, A. K. Kar, and D. T. Reid, Appl. Phys. Lett. 88, 111109 (2006).
[CrossRef]

Kim, W. K.

Y. L. Lee, N. E. Yu, C. Jung, B. A. Yu, I. B. Sohn, S. C. Choi, Y. C. Noh, D. K. Ko, W. S. Yang, H. M. Lee, W. K. Kim, and H. Y. Lee, Appl. Phys. Lett. 89, 171103 (2006).
[CrossRef]

Ko, D. K.

Y. L. Lee, N. E. Yu, C. Jung, B. A. Yu, I. B. Sohn, S. C. Choi, Y. C. Noh, D. K. Ko, W. S. Yang, H. M. Lee, W. K. Kim, and H. Y. Lee, Appl. Phys. Lett. 89, 171103 (2006).
[CrossRef]

Kurimura, S.

Laurell, F.

Lee, H. M.

Y. L. Lee, N. E. Yu, C. Jung, B. A. Yu, I. B. Sohn, S. C. Choi, Y. C. Noh, D. K. Ko, W. S. Yang, H. M. Lee, W. K. Kim, and H. Y. Lee, Appl. Phys. Lett. 89, 171103 (2006).
[CrossRef]

Lee, H. Y.

Y. L. Lee, N. E. Yu, C. Jung, B. A. Yu, I. B. Sohn, S. C. Choi, Y. C. Noh, D. K. Ko, W. S. Yang, H. M. Lee, W. K. Kim, and H. Y. Lee, Appl. Phys. Lett. 89, 171103 (2006).
[CrossRef]

Lee, Y. L.

Y. L. Lee, N. E. Yu, C. Jung, B. A. Yu, I. B. Sohn, S. C. Choi, Y. C. Noh, D. K. Ko, W. S. Yang, H. M. Lee, W. K. Kim, and H. Y. Lee, Appl. Phys. Lett. 89, 171103 (2006).
[CrossRef]

Lobino, M.

R. Osellame, M. Lobino, N. Chiodo, M. Marangoni, G. Cerullo, R. Ramponi, H. T. Bookey, R. R. Thomson, N. D. Psaila, and A. K. Kar, Appl. Phys. Lett. 90, 241107 (2007).
[CrossRef]

Marangoni, M.

R. Osellame, M. Lobino, N. Chiodo, M. Marangoni, G. Cerullo, R. Ramponi, H. T. Bookey, R. R. Thomson, N. D. Psaila, and A. K. Kar, Appl. Phys. Lett. 90, 241107 (2007).
[CrossRef]

Miura, K.

Noh, Y. C.

Y. L. Lee, N. E. Yu, C. Jung, B. A. Yu, I. B. Sohn, S. C. Choi, Y. C. Noh, D. K. Ko, W. S. Yang, H. M. Lee, W. K. Kim, and H. Y. Lee, Appl. Phys. Lett. 89, 171103 (2006).
[CrossRef]

Nolte, S.

J. Thomas, M. Heinrich, J. Burghoff, S. Nolte, A. Ancona, and A. Tünnermann, Appl. Phys. Lett. 91, 151108 (2007).
[CrossRef]

J. Burghoff, C. Grebing, S. Nolte, and A. Tünnermann, Appl. Phys. Lett. 89, 081108 (2006).
[CrossRef]

Osellame, R.

R. Osellame, M. Lobino, N. Chiodo, M. Marangoni, G. Cerullo, R. Ramponi, H. T. Bookey, R. R. Thomson, N. D. Psaila, and A. K. Kar, Appl. Phys. Lett. 90, 241107 (2007).
[CrossRef]

Parameswaran, K. R.

Pasiskevicius, V.

Psaila, N. D.

R. Osellame, M. Lobino, N. Chiodo, M. Marangoni, G. Cerullo, R. Ramponi, H. T. Bookey, R. R. Thomson, N. D. Psaila, and A. K. Kar, Appl. Phys. Lett. 90, 241107 (2007).
[CrossRef]

Ramponi, R.

R. Osellame, M. Lobino, N. Chiodo, M. Marangoni, G. Cerullo, R. Ramponi, H. T. Bookey, R. R. Thomson, N. D. Psaila, and A. K. Kar, Appl. Phys. Lett. 90, 241107 (2007).
[CrossRef]

Reid, D. T.

Ro, J. H.

Schiek, R.

Sohn, I. B.

Y. L. Lee, N. E. Yu, C. Jung, B. A. Yu, I. B. Sohn, S. C. Choi, Y. C. Noh, D. K. Ko, W. S. Yang, H. M. Lee, W. K. Kim, and H. Y. Lee, Appl. Phys. Lett. 89, 171103 (2006).
[CrossRef]

Stegeman, G. I.

Sugimoto, N.

Taira, T.

Thomas, J.

J. Thomas, M. Heinrich, J. Burghoff, S. Nolte, A. Ancona, and A. Tünnermann, Appl. Phys. Lett. 91, 151108 (2007).
[CrossRef]

Thomson, R. R.

S. Campbell, R. R. Thomson, D. P. Hand, A. K. Kar, D. T. Reid, C. Canalias, V. Pasiskevicius, and F. Laurell, Opt. Express 15, 17146 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

R. Osellame, M. Lobino, N. Chiodo, M. Marangoni, G. Cerullo, R. Ramponi, H. T. Bookey, R. R. Thomson, N. D. Psaila, and A. K. Kar, Appl. Phys. Lett. 90, 241107 (2007).
[CrossRef]

R. R. Thomson, S. Campbell, I. J. Blewitt, A. K. Kar, and D. T. Reid, Appl. Phys. Lett. 88, 111109 (2006).
[CrossRef]

Tünnermann, A.

J. Thomas, M. Heinrich, J. Burghoff, S. Nolte, A. Ancona, and A. Tünnermann, Appl. Phys. Lett. 91, 151108 (2007).
[CrossRef]

J. Burghoff, C. Grebing, S. Nolte, and A. Tünnermann, Appl. Phys. Lett. 89, 081108 (2006).
[CrossRef]

Weiner, A. M.

Yang, W. S.

Y. L. Lee, N. E. Yu, C. Jung, B. A. Yu, I. B. Sohn, S. C. Choi, Y. C. Noh, D. K. Ko, W. S. Yang, H. M. Lee, W. K. Kim, and H. Y. Lee, Appl. Phys. Lett. 89, 171103 (2006).
[CrossRef]

Yu, B. A.

Y. L. Lee, N. E. Yu, C. Jung, B. A. Yu, I. B. Sohn, S. C. Choi, Y. C. Noh, D. K. Ko, W. S. Yang, H. M. Lee, W. K. Kim, and H. Y. Lee, Appl. Phys. Lett. 89, 171103 (2006).
[CrossRef]

Yu, N. E.

Y. L. Lee, N. E. Yu, C. Jung, B. A. Yu, I. B. Sohn, S. C. Choi, Y. C. Noh, D. K. Ko, W. S. Yang, H. M. Lee, W. K. Kim, and H. Y. Lee, Appl. Phys. Lett. 89, 171103 (2006).
[CrossRef]

N. E. Yu, J. H. Ro, M. Cha, S. Kurimura, and T. Taira, Opt. Lett. 27, 1046 (2002).
[CrossRef]

Zheng, Z.

Appl. Phys. Lett.

R. R. Thomson, S. Campbell, I. J. Blewitt, A. K. Kar, and D. T. Reid, Appl. Phys. Lett. 88, 111109 (2006).
[CrossRef]

Y. L. Lee, N. E. Yu, C. Jung, B. A. Yu, I. B. Sohn, S. C. Choi, Y. C. Noh, D. K. Ko, W. S. Yang, H. M. Lee, W. K. Kim, and H. Y. Lee, Appl. Phys. Lett. 89, 171103 (2006).
[CrossRef]

J. Burghoff, C. Grebing, S. Nolte, and A. Tünnermann, Appl. Phys. Lett. 89, 081108 (2006).
[CrossRef]

R. Osellame, M. Lobino, N. Chiodo, M. Marangoni, G. Cerullo, R. Ramponi, H. T. Bookey, R. R. Thomson, N. D. Psaila, and A. K. Kar, Appl. Phys. Lett. 90, 241107 (2007).
[CrossRef]

J. Thomas, M. Heinrich, J. Burghoff, S. Nolte, A. Ancona, and A. Tünnermann, Appl. Phys. Lett. 91, 151108 (2007).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B

Opt. Express

Opt. Lett.

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 (5)

Fig. 1
Fig. 1

(a) Normalized SH efficiency as a function of pump pulse central wavelength. Inset, enlarged curve at the range from 1525 to 1575 nm. (b) Efficiency with the phase mismatch. (c) Contrast picture of picosecond pulses' (solid curve) and femtosecond pulses’ (dashed curve) wavelength tuning curve.

Fig. 2
Fig. 2

Experimental arrangement of SHG in the waveguide.

Fig. 3
Fig. 3

(a) Input spectrum, (b) SH spectrum of experimental (dotted curve) and theoretical (solid curve) results.

Fig. 4
Fig. 4

(a) 2D image of near field mode at SH wavelength, (b) corresponding 3D image.

Fig. 5
Fig. 5

SH power versus fundamental power.

Equations (2)

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

E 1 z i 2 β 21 2 E 1 τ 2 = i κ d eff E 2 E 1   exp ( i Δ k z ) i n 2 k 1 n 01 ( | E 1 | 2 + 2 | E 2 | 2 ) E 1 ,
E 2 z + ( 1 v 2 1 v 1 ) E 2 τ i 2 β 22 2 E 2 τ 2 = i κ d eff E 1 2   exp ( i Δ k z ) i n 2 k 2 n 02 ( | E 2 | 2 + 2 | E 1 | 2 ) E 2

Metrics