Abstract

Frequency conversion by means of Kerr nonlinearity is one of the most common and exploited nonlinear optical processes in the UV, visible, IR, and mid-IR spectral regions. Here we show that wave mixing of an optical field and a terahertz wave can be achieved in diamond, resulting in the frequency conversion of the terahertz radiation either by sum- or difference-frequency generation. In the latter case, we show that this process is phase matched and most efficient in a counterpropagating geometry.

© 2013 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. G. P. Williams, Rep. Prog. Phys. 69, 301 (2006).
    [CrossRef]
  2. K. Reimann, Rep. Prog. Phys. 70, 1597 (2007).
    [CrossRef]
  3. W. L. Chan, J. Deibel, and D. M. Mittleman, Rep. Prog. Phys. 70, 1325 (2007).
    [CrossRef]
  4. M. Tonouchi, Nat. Photonics 1, 97 (2007).
    [CrossRef]
  5. M. Liu, H. Y. Hwang, H. Tao, A. C. Strikwerda, K. Fan, G. R. Keiser, A. J. Sternbach, K. G. West, S. Kittiwatanakul, J. Lu, S. A. Wolf, F. G. Omenetto, X. Zhang, K. A. Nelson, and R. D. Averitt, Nature 487, 345 (2012).
    [CrossRef]
  6. A. Novitsky, M. Zalkovskij, R. Malureanu, P. U. Jepsen, and A. V. Lavrinenko, Opt. Lett. 37, 3903 (2012).
  7. J. Dai, X. Xie, and X. C. Zhang, Phys. Rev. Lett. 97, 103903 (2006).
    [CrossRef]
  8. J. Dai, X. Xie, and X. C. Zhang, Appl. Phys. Lett. 91, 211102 (2007).
    [CrossRef]
  9. C. Ohlhoff, C. Meyer, G. Lüpke, T. Löffler, T. Pfeifer, H. G. Roskos, and H. Kurz, Appl. Phys. Lett. 68, 1699 (1996).
    [CrossRef]
  10. A. Nahata and T. F. Heinz, Opt. Lett. 23, 67 (1998).
    [CrossRef]
  11. D. Cook, J. Chen, E. A. Morlino, and R. M. Hochstrasser, Chem. Phys. Lett. 309, 221 (1999).
    [CrossRef]
  12. K. Suizu and K. Kawase, Opt. Lett. 32, 2990 (2007).
    [CrossRef]
  13. Z. Wang, H. Liu, N. Huang, Q. Sun, and J. Wen, Opt. Express 20, 8920 (2012).
    [CrossRef]
  14. M. Clerici, M. Peccianti, B. E. Schmidt, L. Caspani, M. Shalaby, M. Giguère, A. Lotti, A. Couairon, F. Légaré, T. Ozaki, D. Faccio, and R. Morandotti, “Scaling mechanism for efficient wavelength conversion in laser plasmas,” ArXiv 1207.4754 (2012).
  15. N. Karpowicz, J. Dai, X. Lu, Y. Chen, M. Yamaguchi, H. Zhao, X.-C. Zhang, L. Zhang, C. Zhang, M. Price-Gallagher, C. Fletcher, O. Mamer, A. Lesimple, and K. Johnson, Appl. Phys. Lett. 92, 011131 (2008).
    [CrossRef]
  16. A. M. Zaitsev, Optical Properties of Diamond (Springer, 2001).
  17. R. Boyd, Nonlinear Optics (Academic, Elsevier, 2008).
  18. M. Levenson and N. Bloembergen, Phys. Rev. B 10, 4447 (1974).
    [CrossRef]
  19. J. Zhao, G. Jia, X. Liu, Z. Chen, J. Tang, and S. Wang, Chin. Opt. Lett. 8, 685 (2010).
    [CrossRef]
  20. X. Lu, N. Karpowicz, and X. C. Zhang, J. Opt. Soc. Am. B 26, A66 (2009).
    [CrossRef]
  21. K. Gallo, G. Assanto, and G. I. Stegeman, Appl. Phys. Lett. 71, 1020 (1997).
    [CrossRef]
  22. C. Conti, A. Di Falco, and G. Assanto, Opt. Express 12, 823 (2004).
    [CrossRef]
  23. Y. Ding, S. Lee, and J. Khurgin, Phys. Rev. Lett. 75, 429 (1995).
    [CrossRef]

2012

M. Liu, H. Y. Hwang, H. Tao, A. C. Strikwerda, K. Fan, G. R. Keiser, A. J. Sternbach, K. G. West, S. Kittiwatanakul, J. Lu, S. A. Wolf, F. G. Omenetto, X. Zhang, K. A. Nelson, and R. D. Averitt, Nature 487, 345 (2012).
[CrossRef]

A. Novitsky, M. Zalkovskij, R. Malureanu, P. U. Jepsen, and A. V. Lavrinenko, Opt. Lett. 37, 3903 (2012).

Z. Wang, H. Liu, N. Huang, Q. Sun, and J. Wen, Opt. Express 20, 8920 (2012).
[CrossRef]

2010

2009

2008

N. Karpowicz, J. Dai, X. Lu, Y. Chen, M. Yamaguchi, H. Zhao, X.-C. Zhang, L. Zhang, C. Zhang, M. Price-Gallagher, C. Fletcher, O. Mamer, A. Lesimple, and K. Johnson, Appl. Phys. Lett. 92, 011131 (2008).
[CrossRef]

2007

K. Suizu and K. Kawase, Opt. Lett. 32, 2990 (2007).
[CrossRef]

K. Reimann, Rep. Prog. Phys. 70, 1597 (2007).
[CrossRef]

W. L. Chan, J. Deibel, and D. M. Mittleman, Rep. Prog. Phys. 70, 1325 (2007).
[CrossRef]

M. Tonouchi, Nat. Photonics 1, 97 (2007).
[CrossRef]

J. Dai, X. Xie, and X. C. Zhang, Appl. Phys. Lett. 91, 211102 (2007).
[CrossRef]

2006

G. P. Williams, Rep. Prog. Phys. 69, 301 (2006).
[CrossRef]

J. Dai, X. Xie, and X. C. Zhang, Phys. Rev. Lett. 97, 103903 (2006).
[CrossRef]

2004

1999

D. Cook, J. Chen, E. A. Morlino, and R. M. Hochstrasser, Chem. Phys. Lett. 309, 221 (1999).
[CrossRef]

1998

1997

K. Gallo, G. Assanto, and G. I. Stegeman, Appl. Phys. Lett. 71, 1020 (1997).
[CrossRef]

1996

C. Ohlhoff, C. Meyer, G. Lüpke, T. Löffler, T. Pfeifer, H. G. Roskos, and H. Kurz, Appl. Phys. Lett. 68, 1699 (1996).
[CrossRef]

1995

Y. Ding, S. Lee, and J. Khurgin, Phys. Rev. Lett. 75, 429 (1995).
[CrossRef]

1974

M. Levenson and N. Bloembergen, Phys. Rev. B 10, 4447 (1974).
[CrossRef]

Assanto, G.

C. Conti, A. Di Falco, and G. Assanto, Opt. Express 12, 823 (2004).
[CrossRef]

K. Gallo, G. Assanto, and G. I. Stegeman, Appl. Phys. Lett. 71, 1020 (1997).
[CrossRef]

Averitt, R. D.

M. Liu, H. Y. Hwang, H. Tao, A. C. Strikwerda, K. Fan, G. R. Keiser, A. J. Sternbach, K. G. West, S. Kittiwatanakul, J. Lu, S. A. Wolf, F. G. Omenetto, X. Zhang, K. A. Nelson, and R. D. Averitt, Nature 487, 345 (2012).
[CrossRef]

Bloembergen, N.

M. Levenson and N. Bloembergen, Phys. Rev. B 10, 4447 (1974).
[CrossRef]

Boyd, R.

R. Boyd, Nonlinear Optics (Academic, Elsevier, 2008).

Caspani, L.

M. Clerici, M. Peccianti, B. E. Schmidt, L. Caspani, M. Shalaby, M. Giguère, A. Lotti, A. Couairon, F. Légaré, T. Ozaki, D. Faccio, and R. Morandotti, “Scaling mechanism for efficient wavelength conversion in laser plasmas,” ArXiv 1207.4754 (2012).

Chan, W. L.

W. L. Chan, J. Deibel, and D. M. Mittleman, Rep. Prog. Phys. 70, 1325 (2007).
[CrossRef]

Chen, J.

D. Cook, J. Chen, E. A. Morlino, and R. M. Hochstrasser, Chem. Phys. Lett. 309, 221 (1999).
[CrossRef]

Chen, Y.

N. Karpowicz, J. Dai, X. Lu, Y. Chen, M. Yamaguchi, H. Zhao, X.-C. Zhang, L. Zhang, C. Zhang, M. Price-Gallagher, C. Fletcher, O. Mamer, A. Lesimple, and K. Johnson, Appl. Phys. Lett. 92, 011131 (2008).
[CrossRef]

Chen, Z.

Clerici, M.

M. Clerici, M. Peccianti, B. E. Schmidt, L. Caspani, M. Shalaby, M. Giguère, A. Lotti, A. Couairon, F. Légaré, T. Ozaki, D. Faccio, and R. Morandotti, “Scaling mechanism for efficient wavelength conversion in laser plasmas,” ArXiv 1207.4754 (2012).

Conti, C.

Cook, D.

D. Cook, J. Chen, E. A. Morlino, and R. M. Hochstrasser, Chem. Phys. Lett. 309, 221 (1999).
[CrossRef]

Couairon, A.

M. Clerici, M. Peccianti, B. E. Schmidt, L. Caspani, M. Shalaby, M. Giguère, A. Lotti, A. Couairon, F. Légaré, T. Ozaki, D. Faccio, and R. Morandotti, “Scaling mechanism for efficient wavelength conversion in laser plasmas,” ArXiv 1207.4754 (2012).

Dai, J.

N. Karpowicz, J. Dai, X. Lu, Y. Chen, M. Yamaguchi, H. Zhao, X.-C. Zhang, L. Zhang, C. Zhang, M. Price-Gallagher, C. Fletcher, O. Mamer, A. Lesimple, and K. Johnson, Appl. Phys. Lett. 92, 011131 (2008).
[CrossRef]

J. Dai, X. Xie, and X. C. Zhang, Appl. Phys. Lett. 91, 211102 (2007).
[CrossRef]

J. Dai, X. Xie, and X. C. Zhang, Phys. Rev. Lett. 97, 103903 (2006).
[CrossRef]

Deibel, J.

W. L. Chan, J. Deibel, and D. M. Mittleman, Rep. Prog. Phys. 70, 1325 (2007).
[CrossRef]

Di Falco, A.

Ding, Y.

Y. Ding, S. Lee, and J. Khurgin, Phys. Rev. Lett. 75, 429 (1995).
[CrossRef]

Faccio, D.

M. Clerici, M. Peccianti, B. E. Schmidt, L. Caspani, M. Shalaby, M. Giguère, A. Lotti, A. Couairon, F. Légaré, T. Ozaki, D. Faccio, and R. Morandotti, “Scaling mechanism for efficient wavelength conversion in laser plasmas,” ArXiv 1207.4754 (2012).

Fan, K.

M. Liu, H. Y. Hwang, H. Tao, A. C. Strikwerda, K. Fan, G. R. Keiser, A. J. Sternbach, K. G. West, S. Kittiwatanakul, J. Lu, S. A. Wolf, F. G. Omenetto, X. Zhang, K. A. Nelson, and R. D. Averitt, Nature 487, 345 (2012).
[CrossRef]

Fletcher, C.

N. Karpowicz, J. Dai, X. Lu, Y. Chen, M. Yamaguchi, H. Zhao, X.-C. Zhang, L. Zhang, C. Zhang, M. Price-Gallagher, C. Fletcher, O. Mamer, A. Lesimple, and K. Johnson, Appl. Phys. Lett. 92, 011131 (2008).
[CrossRef]

Gallo, K.

K. Gallo, G. Assanto, and G. I. Stegeman, Appl. Phys. Lett. 71, 1020 (1997).
[CrossRef]

Giguère, M.

M. Clerici, M. Peccianti, B. E. Schmidt, L. Caspani, M. Shalaby, M. Giguère, A. Lotti, A. Couairon, F. Légaré, T. Ozaki, D. Faccio, and R. Morandotti, “Scaling mechanism for efficient wavelength conversion in laser plasmas,” ArXiv 1207.4754 (2012).

Heinz, T. F.

Hochstrasser, R. M.

D. Cook, J. Chen, E. A. Morlino, and R. M. Hochstrasser, Chem. Phys. Lett. 309, 221 (1999).
[CrossRef]

Huang, N.

Hwang, H. Y.

M. Liu, H. Y. Hwang, H. Tao, A. C. Strikwerda, K. Fan, G. R. Keiser, A. J. Sternbach, K. G. West, S. Kittiwatanakul, J. Lu, S. A. Wolf, F. G. Omenetto, X. Zhang, K. A. Nelson, and R. D. Averitt, Nature 487, 345 (2012).
[CrossRef]

Jepsen, P. U.

Jia, G.

Johnson, K.

N. Karpowicz, J. Dai, X. Lu, Y. Chen, M. Yamaguchi, H. Zhao, X.-C. Zhang, L. Zhang, C. Zhang, M. Price-Gallagher, C. Fletcher, O. Mamer, A. Lesimple, and K. Johnson, Appl. Phys. Lett. 92, 011131 (2008).
[CrossRef]

Karpowicz, N.

X. Lu, N. Karpowicz, and X. C. Zhang, J. Opt. Soc. Am. B 26, A66 (2009).
[CrossRef]

N. Karpowicz, J. Dai, X. Lu, Y. Chen, M. Yamaguchi, H. Zhao, X.-C. Zhang, L. Zhang, C. Zhang, M. Price-Gallagher, C. Fletcher, O. Mamer, A. Lesimple, and K. Johnson, Appl. Phys. Lett. 92, 011131 (2008).
[CrossRef]

Kawase, K.

Keiser, G. R.

M. Liu, H. Y. Hwang, H. Tao, A. C. Strikwerda, K. Fan, G. R. Keiser, A. J. Sternbach, K. G. West, S. Kittiwatanakul, J. Lu, S. A. Wolf, F. G. Omenetto, X. Zhang, K. A. Nelson, and R. D. Averitt, Nature 487, 345 (2012).
[CrossRef]

Khurgin, J.

Y. Ding, S. Lee, and J. Khurgin, Phys. Rev. Lett. 75, 429 (1995).
[CrossRef]

Kittiwatanakul, S.

M. Liu, H. Y. Hwang, H. Tao, A. C. Strikwerda, K. Fan, G. R. Keiser, A. J. Sternbach, K. G. West, S. Kittiwatanakul, J. Lu, S. A. Wolf, F. G. Omenetto, X. Zhang, K. A. Nelson, and R. D. Averitt, Nature 487, 345 (2012).
[CrossRef]

Kurz, H.

C. Ohlhoff, C. Meyer, G. Lüpke, T. Löffler, T. Pfeifer, H. G. Roskos, and H. Kurz, Appl. Phys. Lett. 68, 1699 (1996).
[CrossRef]

Lavrinenko, A. V.

Lee, S.

Y. Ding, S. Lee, and J. Khurgin, Phys. Rev. Lett. 75, 429 (1995).
[CrossRef]

Légaré, F.

M. Clerici, M. Peccianti, B. E. Schmidt, L. Caspani, M. Shalaby, M. Giguère, A. Lotti, A. Couairon, F. Légaré, T. Ozaki, D. Faccio, and R. Morandotti, “Scaling mechanism for efficient wavelength conversion in laser plasmas,” ArXiv 1207.4754 (2012).

Lesimple, A.

N. Karpowicz, J. Dai, X. Lu, Y. Chen, M. Yamaguchi, H. Zhao, X.-C. Zhang, L. Zhang, C. Zhang, M. Price-Gallagher, C. Fletcher, O. Mamer, A. Lesimple, and K. Johnson, Appl. Phys. Lett. 92, 011131 (2008).
[CrossRef]

Levenson, M.

M. Levenson and N. Bloembergen, Phys. Rev. B 10, 4447 (1974).
[CrossRef]

Liu, H.

Liu, M.

M. Liu, H. Y. Hwang, H. Tao, A. C. Strikwerda, K. Fan, G. R. Keiser, A. J. Sternbach, K. G. West, S. Kittiwatanakul, J. Lu, S. A. Wolf, F. G. Omenetto, X. Zhang, K. A. Nelson, and R. D. Averitt, Nature 487, 345 (2012).
[CrossRef]

Liu, X.

Löffler, T.

C. Ohlhoff, C. Meyer, G. Lüpke, T. Löffler, T. Pfeifer, H. G. Roskos, and H. Kurz, Appl. Phys. Lett. 68, 1699 (1996).
[CrossRef]

Lotti, A.

M. Clerici, M. Peccianti, B. E. Schmidt, L. Caspani, M. Shalaby, M. Giguère, A. Lotti, A. Couairon, F. Légaré, T. Ozaki, D. Faccio, and R. Morandotti, “Scaling mechanism for efficient wavelength conversion in laser plasmas,” ArXiv 1207.4754 (2012).

Lu, J.

M. Liu, H. Y. Hwang, H. Tao, A. C. Strikwerda, K. Fan, G. R. Keiser, A. J. Sternbach, K. G. West, S. Kittiwatanakul, J. Lu, S. A. Wolf, F. G. Omenetto, X. Zhang, K. A. Nelson, and R. D. Averitt, Nature 487, 345 (2012).
[CrossRef]

Lu, X.

X. Lu, N. Karpowicz, and X. C. Zhang, J. Opt. Soc. Am. B 26, A66 (2009).
[CrossRef]

N. Karpowicz, J. Dai, X. Lu, Y. Chen, M. Yamaguchi, H. Zhao, X.-C. Zhang, L. Zhang, C. Zhang, M. Price-Gallagher, C. Fletcher, O. Mamer, A. Lesimple, and K. Johnson, Appl. Phys. Lett. 92, 011131 (2008).
[CrossRef]

Lüpke, G.

C. Ohlhoff, C. Meyer, G. Lüpke, T. Löffler, T. Pfeifer, H. G. Roskos, and H. Kurz, Appl. Phys. Lett. 68, 1699 (1996).
[CrossRef]

Malureanu, R.

Mamer, O.

N. Karpowicz, J. Dai, X. Lu, Y. Chen, M. Yamaguchi, H. Zhao, X.-C. Zhang, L. Zhang, C. Zhang, M. Price-Gallagher, C. Fletcher, O. Mamer, A. Lesimple, and K. Johnson, Appl. Phys. Lett. 92, 011131 (2008).
[CrossRef]

Meyer, C.

C. Ohlhoff, C. Meyer, G. Lüpke, T. Löffler, T. Pfeifer, H. G. Roskos, and H. Kurz, Appl. Phys. Lett. 68, 1699 (1996).
[CrossRef]

Mittleman, D. M.

W. L. Chan, J. Deibel, and D. M. Mittleman, Rep. Prog. Phys. 70, 1325 (2007).
[CrossRef]

Morandotti, R.

M. Clerici, M. Peccianti, B. E. Schmidt, L. Caspani, M. Shalaby, M. Giguère, A. Lotti, A. Couairon, F. Légaré, T. Ozaki, D. Faccio, and R. Morandotti, “Scaling mechanism for efficient wavelength conversion in laser plasmas,” ArXiv 1207.4754 (2012).

Morlino, E. A.

D. Cook, J. Chen, E. A. Morlino, and R. M. Hochstrasser, Chem. Phys. Lett. 309, 221 (1999).
[CrossRef]

Nahata, A.

Nelson, K. A.

M. Liu, H. Y. Hwang, H. Tao, A. C. Strikwerda, K. Fan, G. R. Keiser, A. J. Sternbach, K. G. West, S. Kittiwatanakul, J. Lu, S. A. Wolf, F. G. Omenetto, X. Zhang, K. A. Nelson, and R. D. Averitt, Nature 487, 345 (2012).
[CrossRef]

Novitsky, A.

Ohlhoff, C.

C. Ohlhoff, C. Meyer, G. Lüpke, T. Löffler, T. Pfeifer, H. G. Roskos, and H. Kurz, Appl. Phys. Lett. 68, 1699 (1996).
[CrossRef]

Omenetto, F. G.

M. Liu, H. Y. Hwang, H. Tao, A. C. Strikwerda, K. Fan, G. R. Keiser, A. J. Sternbach, K. G. West, S. Kittiwatanakul, J. Lu, S. A. Wolf, F. G. Omenetto, X. Zhang, K. A. Nelson, and R. D. Averitt, Nature 487, 345 (2012).
[CrossRef]

Ozaki, T.

M. Clerici, M. Peccianti, B. E. Schmidt, L. Caspani, M. Shalaby, M. Giguère, A. Lotti, A. Couairon, F. Légaré, T. Ozaki, D. Faccio, and R. Morandotti, “Scaling mechanism for efficient wavelength conversion in laser plasmas,” ArXiv 1207.4754 (2012).

Peccianti, M.

M. Clerici, M. Peccianti, B. E. Schmidt, L. Caspani, M. Shalaby, M. Giguère, A. Lotti, A. Couairon, F. Légaré, T. Ozaki, D. Faccio, and R. Morandotti, “Scaling mechanism for efficient wavelength conversion in laser plasmas,” ArXiv 1207.4754 (2012).

Pfeifer, T.

C. Ohlhoff, C. Meyer, G. Lüpke, T. Löffler, T. Pfeifer, H. G. Roskos, and H. Kurz, Appl. Phys. Lett. 68, 1699 (1996).
[CrossRef]

Price-Gallagher, M.

N. Karpowicz, J. Dai, X. Lu, Y. Chen, M. Yamaguchi, H. Zhao, X.-C. Zhang, L. Zhang, C. Zhang, M. Price-Gallagher, C. Fletcher, O. Mamer, A. Lesimple, and K. Johnson, Appl. Phys. Lett. 92, 011131 (2008).
[CrossRef]

Reimann, K.

K. Reimann, Rep. Prog. Phys. 70, 1597 (2007).
[CrossRef]

Roskos, H. G.

C. Ohlhoff, C. Meyer, G. Lüpke, T. Löffler, T. Pfeifer, H. G. Roskos, and H. Kurz, Appl. Phys. Lett. 68, 1699 (1996).
[CrossRef]

Schmidt, B. E.

M. Clerici, M. Peccianti, B. E. Schmidt, L. Caspani, M. Shalaby, M. Giguère, A. Lotti, A. Couairon, F. Légaré, T. Ozaki, D. Faccio, and R. Morandotti, “Scaling mechanism for efficient wavelength conversion in laser plasmas,” ArXiv 1207.4754 (2012).

Shalaby, M.

M. Clerici, M. Peccianti, B. E. Schmidt, L. Caspani, M. Shalaby, M. Giguère, A. Lotti, A. Couairon, F. Légaré, T. Ozaki, D. Faccio, and R. Morandotti, “Scaling mechanism for efficient wavelength conversion in laser plasmas,” ArXiv 1207.4754 (2012).

Stegeman, G. I.

K. Gallo, G. Assanto, and G. I. Stegeman, Appl. Phys. Lett. 71, 1020 (1997).
[CrossRef]

Sternbach, A. J.

M. Liu, H. Y. Hwang, H. Tao, A. C. Strikwerda, K. Fan, G. R. Keiser, A. J. Sternbach, K. G. West, S. Kittiwatanakul, J. Lu, S. A. Wolf, F. G. Omenetto, X. Zhang, K. A. Nelson, and R. D. Averitt, Nature 487, 345 (2012).
[CrossRef]

Strikwerda, A. C.

M. Liu, H. Y. Hwang, H. Tao, A. C. Strikwerda, K. Fan, G. R. Keiser, A. J. Sternbach, K. G. West, S. Kittiwatanakul, J. Lu, S. A. Wolf, F. G. Omenetto, X. Zhang, K. A. Nelson, and R. D. Averitt, Nature 487, 345 (2012).
[CrossRef]

Suizu, K.

Sun, Q.

Tang, J.

Tao, H.

M. Liu, H. Y. Hwang, H. Tao, A. C. Strikwerda, K. Fan, G. R. Keiser, A. J. Sternbach, K. G. West, S. Kittiwatanakul, J. Lu, S. A. Wolf, F. G. Omenetto, X. Zhang, K. A. Nelson, and R. D. Averitt, Nature 487, 345 (2012).
[CrossRef]

Tonouchi, M.

M. Tonouchi, Nat. Photonics 1, 97 (2007).
[CrossRef]

Wang, S.

Wang, Z.

Wen, J.

West, K. G.

M. Liu, H. Y. Hwang, H. Tao, A. C. Strikwerda, K. Fan, G. R. Keiser, A. J. Sternbach, K. G. West, S. Kittiwatanakul, J. Lu, S. A. Wolf, F. G. Omenetto, X. Zhang, K. A. Nelson, and R. D. Averitt, Nature 487, 345 (2012).
[CrossRef]

Williams, G. P.

G. P. Williams, Rep. Prog. Phys. 69, 301 (2006).
[CrossRef]

Wolf, S. A.

M. Liu, H. Y. Hwang, H. Tao, A. C. Strikwerda, K. Fan, G. R. Keiser, A. J. Sternbach, K. G. West, S. Kittiwatanakul, J. Lu, S. A. Wolf, F. G. Omenetto, X. Zhang, K. A. Nelson, and R. D. Averitt, Nature 487, 345 (2012).
[CrossRef]

Xie, X.

J. Dai, X. Xie, and X. C. Zhang, Appl. Phys. Lett. 91, 211102 (2007).
[CrossRef]

J. Dai, X. Xie, and X. C. Zhang, Phys. Rev. Lett. 97, 103903 (2006).
[CrossRef]

Yamaguchi, M.

N. Karpowicz, J. Dai, X. Lu, Y. Chen, M. Yamaguchi, H. Zhao, X.-C. Zhang, L. Zhang, C. Zhang, M. Price-Gallagher, C. Fletcher, O. Mamer, A. Lesimple, and K. Johnson, Appl. Phys. Lett. 92, 011131 (2008).
[CrossRef]

Zaitsev, A. M.

A. M. Zaitsev, Optical Properties of Diamond (Springer, 2001).

Zalkovskij, M.

Zhang, C.

N. Karpowicz, J. Dai, X. Lu, Y. Chen, M. Yamaguchi, H. Zhao, X.-C. Zhang, L. Zhang, C. Zhang, M. Price-Gallagher, C. Fletcher, O. Mamer, A. Lesimple, and K. Johnson, Appl. Phys. Lett. 92, 011131 (2008).
[CrossRef]

Zhang, L.

N. Karpowicz, J. Dai, X. Lu, Y. Chen, M. Yamaguchi, H. Zhao, X.-C. Zhang, L. Zhang, C. Zhang, M. Price-Gallagher, C. Fletcher, O. Mamer, A. Lesimple, and K. Johnson, Appl. Phys. Lett. 92, 011131 (2008).
[CrossRef]

Zhang, X.

M. Liu, H. Y. Hwang, H. Tao, A. C. Strikwerda, K. Fan, G. R. Keiser, A. J. Sternbach, K. G. West, S. Kittiwatanakul, J. Lu, S. A. Wolf, F. G. Omenetto, X. Zhang, K. A. Nelson, and R. D. Averitt, Nature 487, 345 (2012).
[CrossRef]

Zhang, X. C.

X. Lu, N. Karpowicz, and X. C. Zhang, J. Opt. Soc. Am. B 26, A66 (2009).
[CrossRef]

J. Dai, X. Xie, and X. C. Zhang, Appl. Phys. Lett. 91, 211102 (2007).
[CrossRef]

J. Dai, X. Xie, and X. C. Zhang, Phys. Rev. Lett. 97, 103903 (2006).
[CrossRef]

Zhang, X.-C.

N. Karpowicz, J. Dai, X. Lu, Y. Chen, M. Yamaguchi, H. Zhao, X.-C. Zhang, L. Zhang, C. Zhang, M. Price-Gallagher, C. Fletcher, O. Mamer, A. Lesimple, and K. Johnson, Appl. Phys. Lett. 92, 011131 (2008).
[CrossRef]

Zhao, H.

N. Karpowicz, J. Dai, X. Lu, Y. Chen, M. Yamaguchi, H. Zhao, X.-C. Zhang, L. Zhang, C. Zhang, M. Price-Gallagher, C. Fletcher, O. Mamer, A. Lesimple, and K. Johnson, Appl. Phys. Lett. 92, 011131 (2008).
[CrossRef]

Zhao, J.

Appl. Phys. Lett.

J. Dai, X. Xie, and X. C. Zhang, Appl. Phys. Lett. 91, 211102 (2007).
[CrossRef]

C. Ohlhoff, C. Meyer, G. Lüpke, T. Löffler, T. Pfeifer, H. G. Roskos, and H. Kurz, Appl. Phys. Lett. 68, 1699 (1996).
[CrossRef]

N. Karpowicz, J. Dai, X. Lu, Y. Chen, M. Yamaguchi, H. Zhao, X.-C. Zhang, L. Zhang, C. Zhang, M. Price-Gallagher, C. Fletcher, O. Mamer, A. Lesimple, and K. Johnson, Appl. Phys. Lett. 92, 011131 (2008).
[CrossRef]

K. Gallo, G. Assanto, and G. I. Stegeman, Appl. Phys. Lett. 71, 1020 (1997).
[CrossRef]

Chem. Phys. Lett.

D. Cook, J. Chen, E. A. Morlino, and R. M. Hochstrasser, Chem. Phys. Lett. 309, 221 (1999).
[CrossRef]

Chin. Opt. Lett.

J. Opt. Soc. Am. B

Nat. Photonics

M. Tonouchi, Nat. Photonics 1, 97 (2007).
[CrossRef]

Nature

M. Liu, H. Y. Hwang, H. Tao, A. C. Strikwerda, K. Fan, G. R. Keiser, A. J. Sternbach, K. G. West, S. Kittiwatanakul, J. Lu, S. A. Wolf, F. G. Omenetto, X. Zhang, K. A. Nelson, and R. D. Averitt, Nature 487, 345 (2012).
[CrossRef]

Opt. Express

Opt. Lett.

Phys. Rev. B

M. Levenson and N. Bloembergen, Phys. Rev. B 10, 4447 (1974).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett.

Y. Ding, S. Lee, and J. Khurgin, Phys. Rev. Lett. 75, 429 (1995).
[CrossRef]

J. Dai, X. Xie, and X. C. Zhang, Phys. Rev. Lett. 97, 103903 (2006).
[CrossRef]

Rep. Prog. Phys.

G. P. Williams, Rep. Prog. Phys. 69, 301 (2006).
[CrossRef]

K. Reimann, Rep. Prog. Phys. 70, 1597 (2007).
[CrossRef]

W. L. Chan, J. Deibel, and D. M. Mittleman, Rep. Prog. Phys. 70, 1325 (2007).
[CrossRef]

Other

M. Clerici, M. Peccianti, B. E. Schmidt, L. Caspani, M. Shalaby, M. Giguère, A. Lotti, A. Couairon, F. Légaré, T. Ozaki, D. Faccio, and R. Morandotti, “Scaling mechanism for efficient wavelength conversion in laser plasmas,” ArXiv 1207.4754 (2012).

A. M. Zaitsev, Optical Properties of Diamond (Springer, 2001).

R. Boyd, Nonlinear Optics (Academic, Elsevier, 2008).

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 (4)

Fig. 1.
Fig. 1.

(a) Instantaneous electric field and (b) power spectral density for the terahertz pulse employed in our experiments. In (b), the dashed (blue) and dotted (red) lines show the DF and SF wavelengths corresponding to the terahertz seed frequency, respectively (right scale).

Fig. 2.
Fig. 2.

(a) Sketch of the experiment investigating the copropagating wave-mixing geometry. (b) Logarithmic representation of the wave-mixing spectrogram (normalized) in the violet spectral region. (c) Zoom of (b) on the delay region where copropagating wave mixing takes place. Note that (c) is normalized in a different way than (b); see text for details.

Fig. 3.
Fig. 3.

(a) Coherence lengths as a function of the frequency for the co- (solid) and counter- (dashed) propagating SF (red) and DF (blue) processes. The gray horizontal line is the estimated DF-C interaction length (IL). The wavelength on top shows the DF-C bandwidth. (b) The dots show the experimentally recorded duration (Δτ) of the DF signal for different crystal thicknesses L. The dashed line is the duration calculated from the pulses’ group velocities (see text for details).

Fig. 4.
Fig. 4.

(a) Sketch of the experiment investigating the counterpropagating geometry. (b) Spectrogram of the wave mixing in the violet spectral region (log scale, normalized). (c) Normalized DF-C power as a function of the pump energy (blue dots). The red curve is a power fit with exponent 1.99±0.02.

Equations (2)

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

SF:2ωp+ωT=ωSFDF:2ωp=ωT+ωDF,
SF-P:kSF=2kp+kTΔkSF-P=kSF2kpkTSF-C:kSF=2kpkTΔkSF-C=kSF2kp+kTDF-P:kDF+kT=2kpΔkDF-P=kDF2kp+kTDF-C:kDFkT=2kpΔkDF-C=kDF2kpkT,

Metrics