Abstract

The measurement of the magnitude and phase of the complex transfer function (CTF) of aperiodically poled lithium niobate waveguide devices using frequency resolved optical gating (FROG) is demonstrated. We investigate the sources of CTF distortions which are related to variations in the spatial distribution of the nonlinear coefficient and phase-mismatch profile and present a method to infer fabrication errors from the CTF discussed.

© 2014 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. M. A. Arbore, O. Marco, and M. M. Fejer, Opt. Lett. 22, 865 (1997).
    [CrossRef]
  2. S. Helmfrid, G. Arvidsson, and J. Webjorn, J. Opt. Soc. Am. B 10, 222 (1993).
    [CrossRef]
  3. M. L. Bortz, S. J. Field, M. M. Fejer, D. W. Nam, R. G. Waarts, and D. F. Welch, IEEE J. Quantum Electron. 30, 2953 (1994).
    [CrossRef]
  4. E. J. Lim, S. Matsumoto, and M. M. Fejer, Appl. Phys. Lett. 57, 2294 (1990).
    [CrossRef]
  5. R. Schiek, Y. Baek, and G. I. Stegeman, J. Opt. Soc. Am. B 15, 2255 (1998).
    [CrossRef]
  6. G. Imeshev, M. M. Fejer, A. Galvanauskas, and D. Harter, J. Opt. Soc. Am. B 18, 534 (2001).
    [CrossRef]
  7. G. Imeshev, M. A. Arbore, and M. M. Fejer, J. Opt. Soc. Am. B 17, 304 (2000).
    [CrossRef]
  8. J. Huang, X. P. Xie, C. Langrock, R. V. Roussev, D. S. Hum, and M. M. Fejer, Opt. Lett. 31, 604 (2006).
    [CrossRef]
  9. R. W. Boyd, Nonlinear Optics (Academic, 2008).
  10. Y. N. Korkishko, V. A. Fedorov, T. M. Morozova, F. Caccavale, F. Gonella, and F. Segato, J. Opt. Soc. Am. A 15, 1838 (1998).
    [CrossRef]
  11. J. Olivares and J. M. Cabrera, Appl. Phys. Lett. 62, 2468 (1993).
    [CrossRef]
  12. R. Roussev, A. Sridharan, K. Urbanek, R. Byer, and M. M. Fejer, in IEEE LEOS Annual Meeting Conference (IEEE, 2003), pp. 334–335.
  13. R. Trebino, K. W. Delong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, B. A. Richman, M. A. Krumbu, and D. J. Kane, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
    [CrossRef]
  14. K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, and R. Trebino, IEEE J. Quantum Electron. 32, 1253 (1996).
    [CrossRef]
  15. C. R. Phillips, L. Gallmann, and M. M. Fejer, Opt. Lett. 21, 843 (2013).

2013

C. R. Phillips, L. Gallmann, and M. M. Fejer, Opt. Lett. 21, 843 (2013).

2006

2001

2000

1998

1997

M. A. Arbore, O. Marco, and M. M. Fejer, Opt. Lett. 22, 865 (1997).
[CrossRef]

R. Trebino, K. W. Delong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, B. A. Richman, M. A. Krumbu, and D. J. Kane, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

1996

K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, and R. Trebino, IEEE J. Quantum Electron. 32, 1253 (1996).
[CrossRef]

1994

M. L. Bortz, S. J. Field, M. M. Fejer, D. W. Nam, R. G. Waarts, and D. F. Welch, IEEE J. Quantum Electron. 30, 2953 (1994).
[CrossRef]

1993

S. Helmfrid, G. Arvidsson, and J. Webjorn, J. Opt. Soc. Am. B 10, 222 (1993).
[CrossRef]

J. Olivares and J. M. Cabrera, Appl. Phys. Lett. 62, 2468 (1993).
[CrossRef]

1990

E. J. Lim, S. Matsumoto, and M. M. Fejer, Appl. Phys. Lett. 57, 2294 (1990).
[CrossRef]

Arbore, M. A.

Arvidsson, G.

Baek, Y.

Bortz, M. L.

M. L. Bortz, S. J. Field, M. M. Fejer, D. W. Nam, R. G. Waarts, and D. F. Welch, IEEE J. Quantum Electron. 30, 2953 (1994).
[CrossRef]

Boyd, R. W.

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

Byer, R.

R. Roussev, A. Sridharan, K. Urbanek, R. Byer, and M. M. Fejer, in IEEE LEOS Annual Meeting Conference (IEEE, 2003), pp. 334–335.

Cabrera, J. M.

J. Olivares and J. M. Cabrera, Appl. Phys. Lett. 62, 2468 (1993).
[CrossRef]

Caccavale, F.

Delong, K. W.

R. Trebino, K. W. Delong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, B. A. Richman, M. A. Krumbu, and D. J. Kane, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, and R. Trebino, IEEE J. Quantum Electron. 32, 1253 (1996).
[CrossRef]

Fedorov, V. A.

Fejer, M. M.

C. R. Phillips, L. Gallmann, and M. M. Fejer, Opt. Lett. 21, 843 (2013).

J. Huang, X. P. Xie, C. Langrock, R. V. Roussev, D. S. Hum, and M. M. Fejer, Opt. Lett. 31, 604 (2006).
[CrossRef]

G. Imeshev, M. M. Fejer, A. Galvanauskas, and D. Harter, J. Opt. Soc. Am. B 18, 534 (2001).
[CrossRef]

G. Imeshev, M. A. Arbore, and M. M. Fejer, J. Opt. Soc. Am. B 17, 304 (2000).
[CrossRef]

M. A. Arbore, O. Marco, and M. M. Fejer, Opt. Lett. 22, 865 (1997).
[CrossRef]

M. L. Bortz, S. J. Field, M. M. Fejer, D. W. Nam, R. G. Waarts, and D. F. Welch, IEEE J. Quantum Electron. 30, 2953 (1994).
[CrossRef]

E. J. Lim, S. Matsumoto, and M. M. Fejer, Appl. Phys. Lett. 57, 2294 (1990).
[CrossRef]

R. Roussev, A. Sridharan, K. Urbanek, R. Byer, and M. M. Fejer, in IEEE LEOS Annual Meeting Conference (IEEE, 2003), pp. 334–335.

Field, S. J.

M. L. Bortz, S. J. Field, M. M. Fejer, D. W. Nam, R. G. Waarts, and D. F. Welch, IEEE J. Quantum Electron. 30, 2953 (1994).
[CrossRef]

Fittinghoff, D. N.

R. Trebino, K. W. Delong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, B. A. Richman, M. A. Krumbu, and D. J. Kane, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, and R. Trebino, IEEE J. Quantum Electron. 32, 1253 (1996).
[CrossRef]

Gallmann, L.

C. R. Phillips, L. Gallmann, and M. M. Fejer, Opt. Lett. 21, 843 (2013).

Galvanauskas, A.

Gonella, F.

Harter, D.

Helmfrid, S.

Huang, J.

Hum, D. S.

Imeshev, G.

Kane, D. J.

R. Trebino, K. W. Delong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, B. A. Richman, M. A. Krumbu, and D. J. Kane, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

Korkishko, Y. N.

Krumbu, M. A.

R. Trebino, K. W. Delong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, B. A. Richman, M. A. Krumbu, and D. J. Kane, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

Langrock, C.

Lim, E. J.

E. J. Lim, S. Matsumoto, and M. M. Fejer, Appl. Phys. Lett. 57, 2294 (1990).
[CrossRef]

Marco, O.

Matsumoto, S.

E. J. Lim, S. Matsumoto, and M. M. Fejer, Appl. Phys. Lett. 57, 2294 (1990).
[CrossRef]

Morozova, T. M.

Nam, D. W.

M. L. Bortz, S. J. Field, M. M. Fejer, D. W. Nam, R. G. Waarts, and D. F. Welch, IEEE J. Quantum Electron. 30, 2953 (1994).
[CrossRef]

Olivares, J.

J. Olivares and J. M. Cabrera, Appl. Phys. Lett. 62, 2468 (1993).
[CrossRef]

Phillips, C. R.

C. R. Phillips, L. Gallmann, and M. M. Fejer, Opt. Lett. 21, 843 (2013).

Richman, B. A.

R. Trebino, K. W. Delong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, B. A. Richman, M. A. Krumbu, and D. J. Kane, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

Roussev, R.

R. Roussev, A. Sridharan, K. Urbanek, R. Byer, and M. M. Fejer, in IEEE LEOS Annual Meeting Conference (IEEE, 2003), pp. 334–335.

Roussev, R. V.

Schiek, R.

Segato, F.

Sridharan, A.

R. Roussev, A. Sridharan, K. Urbanek, R. Byer, and M. M. Fejer, in IEEE LEOS Annual Meeting Conference (IEEE, 2003), pp. 334–335.

Stegeman, G. I.

Sweetser, J. N.

R. Trebino, K. W. Delong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, B. A. Richman, M. A. Krumbu, and D. J. Kane, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

Trebino, R.

R. Trebino, K. W. Delong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, B. A. Richman, M. A. Krumbu, and D. J. Kane, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, and R. Trebino, IEEE J. Quantum Electron. 32, 1253 (1996).
[CrossRef]

Urbanek, K.

R. Roussev, A. Sridharan, K. Urbanek, R. Byer, and M. M. Fejer, in IEEE LEOS Annual Meeting Conference (IEEE, 2003), pp. 334–335.

Waarts, R. G.

M. L. Bortz, S. J. Field, M. M. Fejer, D. W. Nam, R. G. Waarts, and D. F. Welch, IEEE J. Quantum Electron. 30, 2953 (1994).
[CrossRef]

Webjorn, J.

Welch, D. F.

M. L. Bortz, S. J. Field, M. M. Fejer, D. W. Nam, R. G. Waarts, and D. F. Welch, IEEE J. Quantum Electron. 30, 2953 (1994).
[CrossRef]

Xie, X. P.

Appl. Phys. Lett.

E. J. Lim, S. Matsumoto, and M. M. Fejer, Appl. Phys. Lett. 57, 2294 (1990).
[CrossRef]

J. Olivares and J. M. Cabrera, Appl. Phys. Lett. 62, 2468 (1993).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron.

M. L. Bortz, S. J. Field, M. M. Fejer, D. W. Nam, R. G. Waarts, and D. F. Welch, IEEE J. Quantum Electron. 30, 2953 (1994).
[CrossRef]

K. W. DeLong, D. N. Fittinghoff, and R. Trebino, IEEE J. Quantum Electron. 32, 1253 (1996).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. A

J. Opt. Soc. Am. B

Opt. Lett.

Rev. Sci. Instrum.

R. Trebino, K. W. Delong, D. N. Fittinghoff, J. N. Sweetser, B. A. Richman, M. A. Krumbu, and D. J. Kane, Rev. Sci. Instrum. 68, 3277 (1997).
[CrossRef]

Other

R. Roussev, A. Sridharan, K. Urbanek, R. Byer, and M. M. Fejer, in IEEE LEOS Annual Meeting Conference (IEEE, 2003), pp. 334–335.

R. W. Boyd, Nonlinear Optics (Academic, 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 (3)

Fig. 1.
Fig. 1.

Complex transfer magnitude (dashed, red) compared with CW magnitude (thick, blue) and ideal magnitude (inset). The phase (gray) curvature matches the theory to within 1%.

Fig. 2.
Fig. 2.

Nonlinear coefficient |dm(z)|; measured (solid) and as-designed (dash). Phase-mismatch error Δβξ(ξ(z)) and corresponding waveguide-mask width error.

Fig. 3.
Fig. 3.

Phase-mismatch error of 12 equidistantly spaced waveguides with a total separation of 4.4 mm.

Equations (11)

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

D^(Ω)=d(z)exp[12(2α1α2)z]exp[iΔϕ(Ω,z)]dz,
d(z)=dm(z)=|dm(z)|exp[iK0mz+iΦm(z)],
Δβ(Ω,ξ(z))=Δβ0+ΔβΩΩ+Δβξδξ+122ΔβΩ2Ω2+122Δβξ2δξ2+2ΔβΩξΩδξ+123ΔβΩξ2Ωδξ2+,
Δβξδξ+2Δβξ2δξ2Ω(Δβξδξ+2Δβξ2δξ2)Ωb.
Δβ(Ω,ξ(z))=Δβ0+ΔβΩ(Ω)+Δβξ(ξ(z)),
ΔβΩ(Ω)=ΔβΩΩ+122ΔβΩ2Ω2Δβξ(ξ)=Δβξδξ+122Δβξ2δξ2.
d^(Δkm)=|dm(z)|exp[12(2α1α2)z]×exp[iϕm(z)]exp[iΔkmz]dz,
Δkm(Ω)=Δβ0K0m+ΔβΩ(Ω),
ϕm(z)=Φm(z)+0zΔβξ(ξ(z))dz.
|dm(z)|=exp[12(2α1α2)z]·|F1[d^(Δkm)]|,
Δβξ(ξ(z))=ddz(Arg{F1[d^(Δkm)]}Φm(z)),

Metrics