Abstract

We present what we believe to be the first study of parametric amplification in hydrogenated amorphous silicon waveguides. Broadband on/off amplification up to 26.5dB at telecom wavelength is reported. Measured nonlinear parameter is 770W1m1, nonlinear absorption 28W1m1, bandgap 1.61eV.

© 2011 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. M. A. Foster, A. C. Turner, J. E. Sharping, B. S. Schmidt, M. Lipson, and A. L. Gaeta, Nature 441, 960 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. C. Koos, P. Vorreau, T. Vallaitis, P. Dumon, W. Bogaerts, R. Baets, B. Esembeson, I. Biaggio, T. Michinobu, F. Diederich, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photon. 3, 216 (2009).
    [CrossRef]
  3. T. Vallaitis, S. Bogatscher, L. Alloatti, P. Dumon, R. Baets, M. L. Scimeca, I. Biaggio, F. Diederich, C. Koos, W. Freude, and J. Leuthold, Opt. Express 17, 17357 (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. J. S. Levy, A. Gondarenko, M. A. Foster, A. C. Turner-Foster, A. L. Gaeta, and M. Lipson, Nat. Photon. 4, 37 (2009).
    [CrossRef]
  5. L. Razzari, D. Duchesne, M. Ferrera, R. Morandotti, S. Chu, B. E. Little, and D. J. Moss, Nat. Photon. 4, 41 (2010).
    [CrossRef]
  6. M. R. Lamont, B. Luther-Davies, D.-Y. Choi, S. Madden, X. Gai, and B. J. Eggleton, Opt. Express 16, 20374 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. X. Liu, R. M. Osgood, Jr., Y. A. Vlasov, and W. M. J. Green, Nat. Photon. 4, 557 (2010).
    [CrossRef]
  8. Y. Shoji, T. Ogasawara, T. Kamei, Y. Sakakibara, S. Suda, K. Kintaka, H. Kawashima, M. Okano, T. Hasama, H. Ishikawa, and M. Mori, Opt. Express 18, 5668 (2010).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. K. Narayanan and S. F. Preble, Opt. Express 18, 8998 (2010).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. H. K. Tsang and Y. Liu, Semicond. Sci. Technol. 23, 064007 (2008).
    [CrossRef]
  11. S. K. Selvaraja, P. Jaenen, W. Bogaerts, D. Van Thourhout, P. Dumon, and R. Baets, Opt. Commun. 282, 1767 (2009).
    [CrossRef]
  12. S. K. Selvaraja, P. Jaenen, W. Bogaerts, D. Van Thourhout, P. Dumon, and R. Baets, J. Lightwave Technol. 27, 4076 (2009).
    [CrossRef]
  13. P. Mehta, N. Healy, N. F. Baril, P. J. A. Sazio, J. V. Badding, and A. C. Peacock, Opt. Express 18, 16826 (2010).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. G. P. Agrawal, Applications of Nonlinear Fiber Optics, 2nd ed. (Academic, 2007).
  15. G. D. Cody, T. Tiedje, B. Abeles, B. Brooks, and Y. Goldstein, Phys. Rev. Lett. 47, 1480 (1981).
    [CrossRef]
  16. A. S. Ferlauto, G. M. Ferreira, J. M. Pearce, C. R. Wronski, R. W. Collins, X. M. Deng, and G. Ganguly, J. Appl. Phys. 92, 2424 (2002).
    [CrossRef]
  17. S. Clemmen, A. Perret, S. K. Selvaraja, W. Bogaerts, D. van Thourhout, R. Baets, Ph. Emplit, and S. Massar, Opt. Lett. 35, 3483 (2010).
    [CrossRef] [PubMed]

2010 (6)

2009 (5)

S. K. Selvaraja, P. Jaenen, W. Bogaerts, D. Van Thourhout, P. Dumon, and R. Baets, Opt. Commun. 282, 1767 (2009).
[CrossRef]

S. K. Selvaraja, P. Jaenen, W. Bogaerts, D. Van Thourhout, P. Dumon, and R. Baets, J. Lightwave Technol. 27, 4076 (2009).
[CrossRef]

C. Koos, P. Vorreau, T. Vallaitis, P. Dumon, W. Bogaerts, R. Baets, B. Esembeson, I. Biaggio, T. Michinobu, F. Diederich, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photon. 3, 216 (2009).
[CrossRef]

T. Vallaitis, S. Bogatscher, L. Alloatti, P. Dumon, R. Baets, M. L. Scimeca, I. Biaggio, F. Diederich, C. Koos, W. Freude, and J. Leuthold, Opt. Express 17, 17357 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

J. S. Levy, A. Gondarenko, M. A. Foster, A. C. Turner-Foster, A. L. Gaeta, and M. Lipson, Nat. Photon. 4, 37 (2009).
[CrossRef]

2008 (2)

2006 (1)

M. A. Foster, A. C. Turner, J. E. Sharping, B. S. Schmidt, M. Lipson, and A. L. Gaeta, Nature 441, 960 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

2002 (1)

A. S. Ferlauto, G. M. Ferreira, J. M. Pearce, C. R. Wronski, R. W. Collins, X. M. Deng, and G. Ganguly, J. Appl. Phys. 92, 2424 (2002).
[CrossRef]

1981 (1)

G. D. Cody, T. Tiedje, B. Abeles, B. Brooks, and Y. Goldstein, Phys. Rev. Lett. 47, 1480 (1981).
[CrossRef]

Abeles, B.

G. D. Cody, T. Tiedje, B. Abeles, B. Brooks, and Y. Goldstein, Phys. Rev. Lett. 47, 1480 (1981).
[CrossRef]

Agrawal, G. P.

G. P. Agrawal, Applications of Nonlinear Fiber Optics, 2nd ed. (Academic, 2007).

Alloatti, L.

Badding, J. V.

Baets, R.

Baril, N. F.

Biaggio, I.

T. Vallaitis, S. Bogatscher, L. Alloatti, P. Dumon, R. Baets, M. L. Scimeca, I. Biaggio, F. Diederich, C. Koos, W. Freude, and J. Leuthold, Opt. Express 17, 17357 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

C. Koos, P. Vorreau, T. Vallaitis, P. Dumon, W. Bogaerts, R. Baets, B. Esembeson, I. Biaggio, T. Michinobu, F. Diederich, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photon. 3, 216 (2009).
[CrossRef]

Bogaerts, W.

S. Clemmen, A. Perret, S. K. Selvaraja, W. Bogaerts, D. van Thourhout, R. Baets, Ph. Emplit, and S. Massar, Opt. Lett. 35, 3483 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

S. K. Selvaraja, P. Jaenen, W. Bogaerts, D. Van Thourhout, P. Dumon, and R. Baets, J. Lightwave Technol. 27, 4076 (2009).
[CrossRef]

C. Koos, P. Vorreau, T. Vallaitis, P. Dumon, W. Bogaerts, R. Baets, B. Esembeson, I. Biaggio, T. Michinobu, F. Diederich, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photon. 3, 216 (2009).
[CrossRef]

S. K. Selvaraja, P. Jaenen, W. Bogaerts, D. Van Thourhout, P. Dumon, and R. Baets, Opt. Commun. 282, 1767 (2009).
[CrossRef]

Bogatscher, S.

Brooks, B.

G. D. Cody, T. Tiedje, B. Abeles, B. Brooks, and Y. Goldstein, Phys. Rev. Lett. 47, 1480 (1981).
[CrossRef]

Choi, D.-Y.

Chu, S.

L. Razzari, D. Duchesne, M. Ferrera, R. Morandotti, S. Chu, B. E. Little, and D. J. Moss, Nat. Photon. 4, 41 (2010).
[CrossRef]

Clemmen, S.

Cody, G. D.

G. D. Cody, T. Tiedje, B. Abeles, B. Brooks, and Y. Goldstein, Phys. Rev. Lett. 47, 1480 (1981).
[CrossRef]

Collins, R. W.

A. S. Ferlauto, G. M. Ferreira, J. M. Pearce, C. R. Wronski, R. W. Collins, X. M. Deng, and G. Ganguly, J. Appl. Phys. 92, 2424 (2002).
[CrossRef]

Deng, X. M.

A. S. Ferlauto, G. M. Ferreira, J. M. Pearce, C. R. Wronski, R. W. Collins, X. M. Deng, and G. Ganguly, J. Appl. Phys. 92, 2424 (2002).
[CrossRef]

Diederich, F.

T. Vallaitis, S. Bogatscher, L. Alloatti, P. Dumon, R. Baets, M. L. Scimeca, I. Biaggio, F. Diederich, C. Koos, W. Freude, and J. Leuthold, Opt. Express 17, 17357 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

C. Koos, P. Vorreau, T. Vallaitis, P. Dumon, W. Bogaerts, R. Baets, B. Esembeson, I. Biaggio, T. Michinobu, F. Diederich, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photon. 3, 216 (2009).
[CrossRef]

Duchesne, D.

L. Razzari, D. Duchesne, M. Ferrera, R. Morandotti, S. Chu, B. E. Little, and D. J. Moss, Nat. Photon. 4, 41 (2010).
[CrossRef]

Dumon, P.

C. Koos, P. Vorreau, T. Vallaitis, P. Dumon, W. Bogaerts, R. Baets, B. Esembeson, I. Biaggio, T. Michinobu, F. Diederich, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photon. 3, 216 (2009).
[CrossRef]

T. Vallaitis, S. Bogatscher, L. Alloatti, P. Dumon, R. Baets, M. L. Scimeca, I. Biaggio, F. Diederich, C. Koos, W. Freude, and J. Leuthold, Opt. Express 17, 17357 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

S. K. Selvaraja, P. Jaenen, W. Bogaerts, D. Van Thourhout, P. Dumon, and R. Baets, Opt. Commun. 282, 1767 (2009).
[CrossRef]

S. K. Selvaraja, P. Jaenen, W. Bogaerts, D. Van Thourhout, P. Dumon, and R. Baets, J. Lightwave Technol. 27, 4076 (2009).
[CrossRef]

Eggleton, B. J.

Emplit, Ph.

Esembeson, B.

C. Koos, P. Vorreau, T. Vallaitis, P. Dumon, W. Bogaerts, R. Baets, B. Esembeson, I. Biaggio, T. Michinobu, F. Diederich, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photon. 3, 216 (2009).
[CrossRef]

Ferlauto, A. S.

A. S. Ferlauto, G. M. Ferreira, J. M. Pearce, C. R. Wronski, R. W. Collins, X. M. Deng, and G. Ganguly, J. Appl. Phys. 92, 2424 (2002).
[CrossRef]

Ferreira, G. M.

A. S. Ferlauto, G. M. Ferreira, J. M. Pearce, C. R. Wronski, R. W. Collins, X. M. Deng, and G. Ganguly, J. Appl. Phys. 92, 2424 (2002).
[CrossRef]

Ferrera, M.

L. Razzari, D. Duchesne, M. Ferrera, R. Morandotti, S. Chu, B. E. Little, and D. J. Moss, Nat. Photon. 4, 41 (2010).
[CrossRef]

Foster, M. A.

J. S. Levy, A. Gondarenko, M. A. Foster, A. C. Turner-Foster, A. L. Gaeta, and M. Lipson, Nat. Photon. 4, 37 (2009).
[CrossRef]

M. A. Foster, A. C. Turner, J. E. Sharping, B. S. Schmidt, M. Lipson, and A. L. Gaeta, Nature 441, 960 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Freude, W.

C. Koos, P. Vorreau, T. Vallaitis, P. Dumon, W. Bogaerts, R. Baets, B. Esembeson, I. Biaggio, T. Michinobu, F. Diederich, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photon. 3, 216 (2009).
[CrossRef]

T. Vallaitis, S. Bogatscher, L. Alloatti, P. Dumon, R. Baets, M. L. Scimeca, I. Biaggio, F. Diederich, C. Koos, W. Freude, and J. Leuthold, Opt. Express 17, 17357 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Gaeta, A. L.

J. S. Levy, A. Gondarenko, M. A. Foster, A. C. Turner-Foster, A. L. Gaeta, and M. Lipson, Nat. Photon. 4, 37 (2009).
[CrossRef]

M. A. Foster, A. C. Turner, J. E. Sharping, B. S. Schmidt, M. Lipson, and A. L. Gaeta, Nature 441, 960 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Gai, X.

Ganguly, G.

A. S. Ferlauto, G. M. Ferreira, J. M. Pearce, C. R. Wronski, R. W. Collins, X. M. Deng, and G. Ganguly, J. Appl. Phys. 92, 2424 (2002).
[CrossRef]

Goldstein, Y.

G. D. Cody, T. Tiedje, B. Abeles, B. Brooks, and Y. Goldstein, Phys. Rev. Lett. 47, 1480 (1981).
[CrossRef]

Gondarenko, A.

J. S. Levy, A. Gondarenko, M. A. Foster, A. C. Turner-Foster, A. L. Gaeta, and M. Lipson, Nat. Photon. 4, 37 (2009).
[CrossRef]

Green, W. M. J.

X. Liu, R. M. Osgood, Jr., Y. A. Vlasov, and W. M. J. Green, Nat. Photon. 4, 557 (2010).
[CrossRef]

Hasama, T.

Healy, N.

Ishikawa, H.

Jaenen, P.

S. K. Selvaraja, P. Jaenen, W. Bogaerts, D. Van Thourhout, P. Dumon, and R. Baets, Opt. Commun. 282, 1767 (2009).
[CrossRef]

S. K. Selvaraja, P. Jaenen, W. Bogaerts, D. Van Thourhout, P. Dumon, and R. Baets, J. Lightwave Technol. 27, 4076 (2009).
[CrossRef]

Kamei, T.

Kawashima, H.

Kintaka, K.

Koos, C.

T. Vallaitis, S. Bogatscher, L. Alloatti, P. Dumon, R. Baets, M. L. Scimeca, I. Biaggio, F. Diederich, C. Koos, W. Freude, and J. Leuthold, Opt. Express 17, 17357 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

C. Koos, P. Vorreau, T. Vallaitis, P. Dumon, W. Bogaerts, R. Baets, B. Esembeson, I. Biaggio, T. Michinobu, F. Diederich, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photon. 3, 216 (2009).
[CrossRef]

Lamont, M. R.

Leuthold, J.

C. Koos, P. Vorreau, T. Vallaitis, P. Dumon, W. Bogaerts, R. Baets, B. Esembeson, I. Biaggio, T. Michinobu, F. Diederich, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photon. 3, 216 (2009).
[CrossRef]

T. Vallaitis, S. Bogatscher, L. Alloatti, P. Dumon, R. Baets, M. L. Scimeca, I. Biaggio, F. Diederich, C. Koos, W. Freude, and J. Leuthold, Opt. Express 17, 17357 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Levy, J. S.

J. S. Levy, A. Gondarenko, M. A. Foster, A. C. Turner-Foster, A. L. Gaeta, and M. Lipson, Nat. Photon. 4, 37 (2009).
[CrossRef]

Lipson, M.

J. S. Levy, A. Gondarenko, M. A. Foster, A. C. Turner-Foster, A. L. Gaeta, and M. Lipson, Nat. Photon. 4, 37 (2009).
[CrossRef]

M. A. Foster, A. C. Turner, J. E. Sharping, B. S. Schmidt, M. Lipson, and A. L. Gaeta, Nature 441, 960 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Little, B. E.

L. Razzari, D. Duchesne, M. Ferrera, R. Morandotti, S. Chu, B. E. Little, and D. J. Moss, Nat. Photon. 4, 41 (2010).
[CrossRef]

Liu, X.

X. Liu, R. M. Osgood, Jr., Y. A. Vlasov, and W. M. J. Green, Nat. Photon. 4, 557 (2010).
[CrossRef]

Liu, Y.

H. K. Tsang and Y. Liu, Semicond. Sci. Technol. 23, 064007 (2008).
[CrossRef]

Luther-Davies, B.

Madden, S.

Massar, S.

Mehta, P.

Michinobu, T.

C. Koos, P. Vorreau, T. Vallaitis, P. Dumon, W. Bogaerts, R. Baets, B. Esembeson, I. Biaggio, T. Michinobu, F. Diederich, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photon. 3, 216 (2009).
[CrossRef]

Morandotti, R.

L. Razzari, D. Duchesne, M. Ferrera, R. Morandotti, S. Chu, B. E. Little, and D. J. Moss, Nat. Photon. 4, 41 (2010).
[CrossRef]

Mori, M.

Moss, D. J.

L. Razzari, D. Duchesne, M. Ferrera, R. Morandotti, S. Chu, B. E. Little, and D. J. Moss, Nat. Photon. 4, 41 (2010).
[CrossRef]

Narayanan, K.

Ogasawara, T.

Okano, M.

Osgood, R. M.

X. Liu, R. M. Osgood, Jr., Y. A. Vlasov, and W. M. J. Green, Nat. Photon. 4, 557 (2010).
[CrossRef]

Peacock, A. C.

Pearce, J. M.

A. S. Ferlauto, G. M. Ferreira, J. M. Pearce, C. R. Wronski, R. W. Collins, X. M. Deng, and G. Ganguly, J. Appl. Phys. 92, 2424 (2002).
[CrossRef]

Perret, A.

Preble, S. F.

Razzari, L.

L. Razzari, D. Duchesne, M. Ferrera, R. Morandotti, S. Chu, B. E. Little, and D. J. Moss, Nat. Photon. 4, 41 (2010).
[CrossRef]

Sakakibara, Y.

Sazio, P. J. A.

Schmidt, B. S.

M. A. Foster, A. C. Turner, J. E. Sharping, B. S. Schmidt, M. Lipson, and A. L. Gaeta, Nature 441, 960 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Scimeca, M. L.

Selvaraja, S. K.

Sharping, J. E.

M. A. Foster, A. C. Turner, J. E. Sharping, B. S. Schmidt, M. Lipson, and A. L. Gaeta, Nature 441, 960 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Shoji, Y.

Suda, S.

Tiedje, T.

G. D. Cody, T. Tiedje, B. Abeles, B. Brooks, and Y. Goldstein, Phys. Rev. Lett. 47, 1480 (1981).
[CrossRef]

Tsang, H. K.

H. K. Tsang and Y. Liu, Semicond. Sci. Technol. 23, 064007 (2008).
[CrossRef]

Turner, A. C.

M. A. Foster, A. C. Turner, J. E. Sharping, B. S. Schmidt, M. Lipson, and A. L. Gaeta, Nature 441, 960 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Turner-Foster, A. C.

J. S. Levy, A. Gondarenko, M. A. Foster, A. C. Turner-Foster, A. L. Gaeta, and M. Lipson, Nat. Photon. 4, 37 (2009).
[CrossRef]

Vallaitis, T.

C. Koos, P. Vorreau, T. Vallaitis, P. Dumon, W. Bogaerts, R. Baets, B. Esembeson, I. Biaggio, T. Michinobu, F. Diederich, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photon. 3, 216 (2009).
[CrossRef]

T. Vallaitis, S. Bogatscher, L. Alloatti, P. Dumon, R. Baets, M. L. Scimeca, I. Biaggio, F. Diederich, C. Koos, W. Freude, and J. Leuthold, Opt. Express 17, 17357 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

van Thourhout, D.

Vlasov, Y. A.

X. Liu, R. M. Osgood, Jr., Y. A. Vlasov, and W. M. J. Green, Nat. Photon. 4, 557 (2010).
[CrossRef]

Vorreau, P.

C. Koos, P. Vorreau, T. Vallaitis, P. Dumon, W. Bogaerts, R. Baets, B. Esembeson, I. Biaggio, T. Michinobu, F. Diederich, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photon. 3, 216 (2009).
[CrossRef]

Wronski, C. R.

A. S. Ferlauto, G. M. Ferreira, J. M. Pearce, C. R. Wronski, R. W. Collins, X. M. Deng, and G. Ganguly, J. Appl. Phys. 92, 2424 (2002).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

A. S. Ferlauto, G. M. Ferreira, J. M. Pearce, C. R. Wronski, R. W. Collins, X. M. Deng, and G. Ganguly, J. Appl. Phys. 92, 2424 (2002).
[CrossRef]

J. Lightwave Technol. (1)

Nat. Photon. (4)

C. Koos, P. Vorreau, T. Vallaitis, P. Dumon, W. Bogaerts, R. Baets, B. Esembeson, I. Biaggio, T. Michinobu, F. Diederich, W. Freude, and J. Leuthold, Nat. Photon. 3, 216 (2009).
[CrossRef]

J. S. Levy, A. Gondarenko, M. A. Foster, A. C. Turner-Foster, A. L. Gaeta, and M. Lipson, Nat. Photon. 4, 37 (2009).
[CrossRef]

L. Razzari, D. Duchesne, M. Ferrera, R. Morandotti, S. Chu, B. E. Little, and D. J. Moss, Nat. Photon. 4, 41 (2010).
[CrossRef]

X. Liu, R. M. Osgood, Jr., Y. A. Vlasov, and W. M. J. Green, Nat. Photon. 4, 557 (2010).
[CrossRef]

Nature (1)

M. A. Foster, A. C. Turner, J. E. Sharping, B. S. Schmidt, M. Lipson, and A. L. Gaeta, Nature 441, 960 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Opt. Commun. (1)

S. K. Selvaraja, P. Jaenen, W. Bogaerts, D. Van Thourhout, P. Dumon, and R. Baets, Opt. Commun. 282, 1767 (2009).
[CrossRef]

Opt. Express (5)

Opt. Lett. (1)

Phys. Rev. Lett. (1)

G. D. Cody, T. Tiedje, B. Abeles, B. Brooks, and Y. Goldstein, Phys. Rev. Lett. 47, 1480 (1981).
[CrossRef]

Semicond. Sci. Technol. (1)

H. K. Tsang and Y. Liu, Semicond. Sci. Technol. 23, 064007 (2008).
[CrossRef]

Other (1)

G. P. Agrawal, Applications of Nonlinear Fiber Optics, 2nd ed. (Academic, 2007).

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 (2)

Fig. 1
Fig. 1

Pump probe experiment. (a) Experimental setup combines an intense pump pulse with a signal pulse whose polarization (pc), frequency, and time delay can be adjusted. (b) When the pump (dotted curve) and signal (short dashed curve) pulses are not synchronized, the signal is very small in comparison to the pump pulse. If both pulses are synchronized (long dashed curve), signal pulses are amplified by more than 20 dB and are converted into idler pulses. Note that the pump pulse is broadened spectrally due to self-phase-modulation, which in turn induces a broadening of the signal pulse. (c) On/off gain as a function of peak power (▵). (d) On/off gain (resp. frequency conversion efficiency) as a function of wavelength (+, resp. ○).

Fig. 2
Fig. 2

MI spectra as a function of the input power, which is outside the range of the color coding at approximately 30 dBm / nm .

Metrics