Abstract

We demonstrate the application of two-dimensional materials for ultrashort optical pulse characterization. Monolayer transition metal dichalcogenides, such as tungsten disulfide (WS2), possess extraordinarily large second-order nonlinear susceptibility, and due to their atomic thickness, have relaxed phase-matching requirements and, hence, an inherently wide bandwidth. Synthesized monolayer WS2 triangular islands were used to characterize ultrashort optical pulses at the focal point of an objective lens through second-harmonic generation collinear frequency-resolved optical gating.

© 2014 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
    [CrossRef]
  2. L. M. Malard, T. V. Alencar, A. P. M. Barboza, K. F. Mak, and A. M. de Paula, Phys. Rev. B 87, 201401 (2013).
    [CrossRef]
  3. K. F. Mak, C. Lee, J. Hone, J. Shan, and T. F. Heinz, Phys. Rev. Lett. 105, 136805 (2010).
    [CrossRef]
  4. N. Kumar, S. Najmaei, Q. Cui, F. Ceballos, P. M. Ajayan, J. Lou, and H. Zhao, Phys. Rev. B 87, 161403 (2013).
    [CrossRef]
  5. G. A. Wagoner, P. D. Persans, E. A. Van Wagenen, and G. M. Korenowski, J. Opt. Soc. Am. B 15, 1017 (1998).
    [CrossRef]
  6. W. Zhao, Z. Ghorannevis, L. Chu, M. Toh, C. Kloc, P.-H. Tan, and G. Eda, ACS Nano 7, 791 (2013).
    [CrossRef]
  7. G. L. Frey, R. Tenne, M. J. Matthews, M. S. Dresselhaus, and G. Dresselhaus, J. Mater. Res. 13, 2412 (1998).
    [CrossRef]
  8. H. R. Gutiérrez, N. Perea-López, A. L. Elías, A. Berkdemir, B. Wang, R. Lv, F. López-Urías, V. H. Crespi, H. Terrones, and M. Terrones, Nano Lett. 13, 3447 (2013).
    [CrossRef]
  9. C. Janisch, Y. Wang, D. Ma, N. Mehta, A. L. Elías, N. Perea-López, M. Terrones, V. Crespi, and Z. Liu, are preparing a manuscript to be called “Extraordinary second harmonic generation in tungsten disulfide monolayers.”
  10. J.-C. Diels and W. Rudolph, Ultrashort Laser Pulse Phenomena, 2nd ed. (Academic, 2005).
  11. D. Meshulach and Y. Silberberg, Nature 396, 239 (1998).
    [CrossRef]
  12. H. Kano and H.-O. Hamaguchi, Opt. Lett 28, 2360 (2003).
    [CrossRef]
  13. S. A. Kovalenko, A. L. Dobryakov, J. Ruthmann, and N. P. Ernsting, Phys. Rev. A 59, 2369 (1999).
    [CrossRef]
  14. D. J. Kane and R. Trebino, IEEE J. Quantum Electron. 29, 571 (1993).
    [CrossRef]
  15. R. Trebino, Frequency-Resolved Optical Gating: The Measurement of Ultrashort Laser Pulses (Springer, 2002).
  16. A. Berkdemir, H. R. Gutiérrez, A. R. Botello-Méndez, N. Perea-López, A. L. Elías, C.-I. Chia, B. Wang, V. H. Crespi, F. López-Urías, J.-C. Charlier, H. Terrones, and M. Terrones, Sci. Rep. 3, 1755 (2013).
    [CrossRef]
  17. I. Amat-Roldán, I. G. Cormack, P. Loza-Alvarez, E. J. Gualda, and D. Artigas, Opt. Express 12, 1169 (2004).
    [CrossRef]
  18. R. Trebino and D. J. Kane, J. Opt. Soc. Am. A 10, 1101 (1993).
    [CrossRef]
  19. A. M. Weiner, IEEE J. Quantum Electron. 19, 1276 (1983).
    [CrossRef]
  20. P. O’Shea, M. Kimmel, X. Gu, and R. Trebino, Opt. Express 7, 342 (2000).
    [CrossRef]
  21. X. Gu, L. Xu, M. Kimmel, E. Zeek, P. O’Shea, A. P. Shreenath, and R. Trebino, Opt. Lett. 27, 1174 (2002).
    [CrossRef]
  22. J. M. Dudley, X. Gu, L. Xu, M. Kimmel, E. Zeek, P. O’Shea, R. Trebino, S. Coen, and R. S. Windeler, Opt. Express 10, 1215 (2002).
    [CrossRef]

2013 (6)

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

L. M. Malard, T. V. Alencar, A. P. M. Barboza, K. F. Mak, and A. M. de Paula, Phys. Rev. B 87, 201401 (2013).
[CrossRef]

N. Kumar, S. Najmaei, Q. Cui, F. Ceballos, P. M. Ajayan, J. Lou, and H. Zhao, Phys. Rev. B 87, 161403 (2013).
[CrossRef]

W. Zhao, Z. Ghorannevis, L. Chu, M. Toh, C. Kloc, P.-H. Tan, and G. Eda, ACS Nano 7, 791 (2013).
[CrossRef]

H. R. Gutiérrez, N. Perea-López, A. L. Elías, A. Berkdemir, B. Wang, R. Lv, F. López-Urías, V. H. Crespi, H. Terrones, and M. Terrones, Nano Lett. 13, 3447 (2013).
[CrossRef]

A. Berkdemir, H. R. Gutiérrez, A. R. Botello-Méndez, N. Perea-López, A. L. Elías, C.-I. Chia, B. Wang, V. H. Crespi, F. López-Urías, J.-C. Charlier, H. Terrones, and M. Terrones, Sci. Rep. 3, 1755 (2013).
[CrossRef]

2010 (1)

K. F. Mak, C. Lee, J. Hone, J. Shan, and T. F. Heinz, Phys. Rev. Lett. 105, 136805 (2010).
[CrossRef]

2004 (1)

2003 (1)

H. Kano and H.-O. Hamaguchi, Opt. Lett 28, 2360 (2003).
[CrossRef]

2002 (2)

2000 (1)

1999 (1)

S. A. Kovalenko, A. L. Dobryakov, J. Ruthmann, and N. P. Ernsting, Phys. Rev. A 59, 2369 (1999).
[CrossRef]

1998 (3)

G. A. Wagoner, P. D. Persans, E. A. Van Wagenen, and G. M. Korenowski, J. Opt. Soc. Am. B 15, 1017 (1998).
[CrossRef]

D. Meshulach and Y. Silberberg, Nature 396, 239 (1998).
[CrossRef]

G. L. Frey, R. Tenne, M. J. Matthews, M. S. Dresselhaus, and G. Dresselhaus, J. Mater. Res. 13, 2412 (1998).
[CrossRef]

1993 (2)

D. J. Kane and R. Trebino, IEEE J. Quantum Electron. 29, 571 (1993).
[CrossRef]

R. Trebino and D. J. Kane, J. Opt. Soc. Am. A 10, 1101 (1993).
[CrossRef]

1983 (1)

A. M. Weiner, IEEE J. Quantum Electron. 19, 1276 (1983).
[CrossRef]

Ajayan, P. M.

N. Kumar, S. Najmaei, Q. Cui, F. Ceballos, P. M. Ajayan, J. Lou, and H. Zhao, Phys. Rev. B 87, 161403 (2013).
[CrossRef]

Alencar, T. V.

L. M. Malard, T. V. Alencar, A. P. M. Barboza, K. F. Mak, and A. M. de Paula, Phys. Rev. B 87, 201401 (2013).
[CrossRef]

Amat-Roldán, I.

Artigas, D.

Barboza, A. P. M.

L. M. Malard, T. V. Alencar, A. P. M. Barboza, K. F. Mak, and A. M. de Paula, Phys. Rev. B 87, 201401 (2013).
[CrossRef]

Berkdemir, A.

H. R. Gutiérrez, N. Perea-López, A. L. Elías, A. Berkdemir, B. Wang, R. Lv, F. López-Urías, V. H. Crespi, H. Terrones, and M. Terrones, Nano Lett. 13, 3447 (2013).
[CrossRef]

A. Berkdemir, H. R. Gutiérrez, A. R. Botello-Méndez, N. Perea-López, A. L. Elías, C.-I. Chia, B. Wang, V. H. Crespi, F. López-Urías, J.-C. Charlier, H. Terrones, and M. Terrones, Sci. Rep. 3, 1755 (2013).
[CrossRef]

Botello-Méndez, A. R.

A. Berkdemir, H. R. Gutiérrez, A. R. Botello-Méndez, N. Perea-López, A. L. Elías, C.-I. Chia, B. Wang, V. H. Crespi, F. López-Urías, J.-C. Charlier, H. Terrones, and M. Terrones, Sci. Rep. 3, 1755 (2013).
[CrossRef]

Butler, S. Z.

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

Cao, L.

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

Ceballos, F.

N. Kumar, S. Najmaei, Q. Cui, F. Ceballos, P. M. Ajayan, J. Lou, and H. Zhao, Phys. Rev. B 87, 161403 (2013).
[CrossRef]

Charlier, J.-C.

A. Berkdemir, H. R. Gutiérrez, A. R. Botello-Méndez, N. Perea-López, A. L. Elías, C.-I. Chia, B. Wang, V. H. Crespi, F. López-Urías, J.-C. Charlier, H. Terrones, and M. Terrones, Sci. Rep. 3, 1755 (2013).
[CrossRef]

Chia, C.-I.

A. Berkdemir, H. R. Gutiérrez, A. R. Botello-Méndez, N. Perea-López, A. L. Elías, C.-I. Chia, B. Wang, V. H. Crespi, F. López-Urías, J.-C. Charlier, H. Terrones, and M. Terrones, Sci. Rep. 3, 1755 (2013).
[CrossRef]

Chu, L.

W. Zhao, Z. Ghorannevis, L. Chu, M. Toh, C. Kloc, P.-H. Tan, and G. Eda, ACS Nano 7, 791 (2013).
[CrossRef]

Coen, S.

Cormack, I. G.

Crespi, V.

C. Janisch, Y. Wang, D. Ma, N. Mehta, A. L. Elías, N. Perea-López, M. Terrones, V. Crespi, and Z. Liu, are preparing a manuscript to be called “Extraordinary second harmonic generation in tungsten disulfide monolayers.”

Crespi, V. H.

H. R. Gutiérrez, N. Perea-López, A. L. Elías, A. Berkdemir, B. Wang, R. Lv, F. López-Urías, V. H. Crespi, H. Terrones, and M. Terrones, Nano Lett. 13, 3447 (2013).
[CrossRef]

A. Berkdemir, H. R. Gutiérrez, A. R. Botello-Méndez, N. Perea-López, A. L. Elías, C.-I. Chia, B. Wang, V. H. Crespi, F. López-Urías, J.-C. Charlier, H. Terrones, and M. Terrones, Sci. Rep. 3, 1755 (2013).
[CrossRef]

Cui, Q.

N. Kumar, S. Najmaei, Q. Cui, F. Ceballos, P. M. Ajayan, J. Lou, and H. Zhao, Phys. Rev. B 87, 161403 (2013).
[CrossRef]

Cui, Y.

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

de Paula, A. M.

L. M. Malard, T. V. Alencar, A. P. M. Barboza, K. F. Mak, and A. M. de Paula, Phys. Rev. B 87, 201401 (2013).
[CrossRef]

Diels, J.-C.

J.-C. Diels and W. Rudolph, Ultrashort Laser Pulse Phenomena, 2nd ed. (Academic, 2005).

Dobryakov, A. L.

S. A. Kovalenko, A. L. Dobryakov, J. Ruthmann, and N. P. Ernsting, Phys. Rev. A 59, 2369 (1999).
[CrossRef]

Dresselhaus, G.

G. L. Frey, R. Tenne, M. J. Matthews, M. S. Dresselhaus, and G. Dresselhaus, J. Mater. Res. 13, 2412 (1998).
[CrossRef]

Dresselhaus, M. S.

G. L. Frey, R. Tenne, M. J. Matthews, M. S. Dresselhaus, and G. Dresselhaus, J. Mater. Res. 13, 2412 (1998).
[CrossRef]

Dudley, J. M.

Eda, G.

W. Zhao, Z. Ghorannevis, L. Chu, M. Toh, C. Kloc, P.-H. Tan, and G. Eda, ACS Nano 7, 791 (2013).
[CrossRef]

Elías, A. L.

H. R. Gutiérrez, N. Perea-López, A. L. Elías, A. Berkdemir, B. Wang, R. Lv, F. López-Urías, V. H. Crespi, H. Terrones, and M. Terrones, Nano Lett. 13, 3447 (2013).
[CrossRef]

A. Berkdemir, H. R. Gutiérrez, A. R. Botello-Méndez, N. Perea-López, A. L. Elías, C.-I. Chia, B. Wang, V. H. Crespi, F. López-Urías, J.-C. Charlier, H. Terrones, and M. Terrones, Sci. Rep. 3, 1755 (2013).
[CrossRef]

C. Janisch, Y. Wang, D. Ma, N. Mehta, A. L. Elías, N. Perea-López, M. Terrones, V. Crespi, and Z. Liu, are preparing a manuscript to be called “Extraordinary second harmonic generation in tungsten disulfide monolayers.”

Ernsting, N. P.

S. A. Kovalenko, A. L. Dobryakov, J. Ruthmann, and N. P. Ernsting, Phys. Rev. A 59, 2369 (1999).
[CrossRef]

Frey, G. L.

G. L. Frey, R. Tenne, M. J. Matthews, M. S. Dresselhaus, and G. Dresselhaus, J. Mater. Res. 13, 2412 (1998).
[CrossRef]

Ghorannevis, Z.

W. Zhao, Z. Ghorannevis, L. Chu, M. Toh, C. Kloc, P.-H. Tan, and G. Eda, ACS Nano 7, 791 (2013).
[CrossRef]

Goldberger, J. E.

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

Gu, X.

Gualda, E. J.

Gupta, J. A.

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

Gutierrez, H. R.

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

Gutiérrez, H. R.

H. R. Gutiérrez, N. Perea-López, A. L. Elías, A. Berkdemir, B. Wang, R. Lv, F. López-Urías, V. H. Crespi, H. Terrones, and M. Terrones, Nano Lett. 13, 3447 (2013).
[CrossRef]

A. Berkdemir, H. R. Gutiérrez, A. R. Botello-Méndez, N. Perea-López, A. L. Elías, C.-I. Chia, B. Wang, V. H. Crespi, F. López-Urías, J.-C. Charlier, H. Terrones, and M. Terrones, Sci. Rep. 3, 1755 (2013).
[CrossRef]

Hamaguchi, H.-O.

H. Kano and H.-O. Hamaguchi, Opt. Lett 28, 2360 (2003).
[CrossRef]

Heinz, T. F.

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

K. F. Mak, C. Lee, J. Hone, J. Shan, and T. F. Heinz, Phys. Rev. Lett. 105, 136805 (2010).
[CrossRef]

Hollen, S. M.

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

Hone, J.

K. F. Mak, C. Lee, J. Hone, J. Shan, and T. F. Heinz, Phys. Rev. Lett. 105, 136805 (2010).
[CrossRef]

Hong, S. S.

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

Huang, J.

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

Ismach, A. F.

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

Janisch, C.

C. Janisch, Y. Wang, D. Ma, N. Mehta, A. L. Elías, N. Perea-López, M. Terrones, V. Crespi, and Z. Liu, are preparing a manuscript to be called “Extraordinary second harmonic generation in tungsten disulfide monolayers.”

Johnston-Halperin, E.

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

Kane, D. J.

D. J. Kane and R. Trebino, IEEE J. Quantum Electron. 29, 571 (1993).
[CrossRef]

R. Trebino and D. J. Kane, J. Opt. Soc. Am. A 10, 1101 (1993).
[CrossRef]

Kano, H.

H. Kano and H.-O. Hamaguchi, Opt. Lett 28, 2360 (2003).
[CrossRef]

Kimmel, M.

Kloc, C.

W. Zhao, Z. Ghorannevis, L. Chu, M. Toh, C. Kloc, P.-H. Tan, and G. Eda, ACS Nano 7, 791 (2013).
[CrossRef]

Korenowski, G. M.

Kovalenko, S. A.

S. A. Kovalenko, A. L. Dobryakov, J. Ruthmann, and N. P. Ernsting, Phys. Rev. A 59, 2369 (1999).
[CrossRef]

Kumar, N.

N. Kumar, S. Najmaei, Q. Cui, F. Ceballos, P. M. Ajayan, J. Lou, and H. Zhao, Phys. Rev. B 87, 161403 (2013).
[CrossRef]

Kuno, M.

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

Lee, C.

K. F. Mak, C. Lee, J. Hone, J. Shan, and T. F. Heinz, Phys. Rev. Lett. 105, 136805 (2010).
[CrossRef]

Liu, Z.

C. Janisch, Y. Wang, D. Ma, N. Mehta, A. L. Elías, N. Perea-López, M. Terrones, V. Crespi, and Z. Liu, are preparing a manuscript to be called “Extraordinary second harmonic generation in tungsten disulfide monolayers.”

López-Urías, F.

H. R. Gutiérrez, N. Perea-López, A. L. Elías, A. Berkdemir, B. Wang, R. Lv, F. López-Urías, V. H. Crespi, H. Terrones, and M. Terrones, Nano Lett. 13, 3447 (2013).
[CrossRef]

A. Berkdemir, H. R. Gutiérrez, A. R. Botello-Méndez, N. Perea-López, A. L. Elías, C.-I. Chia, B. Wang, V. H. Crespi, F. López-Urías, J.-C. Charlier, H. Terrones, and M. Terrones, Sci. Rep. 3, 1755 (2013).
[CrossRef]

Lou, J.

N. Kumar, S. Najmaei, Q. Cui, F. Ceballos, P. M. Ajayan, J. Lou, and H. Zhao, Phys. Rev. B 87, 161403 (2013).
[CrossRef]

Loza-Alvarez, P.

Lv, R.

H. R. Gutiérrez, N. Perea-López, A. L. Elías, A. Berkdemir, B. Wang, R. Lv, F. López-Urías, V. H. Crespi, H. Terrones, and M. Terrones, Nano Lett. 13, 3447 (2013).
[CrossRef]

Ma, D.

C. Janisch, Y. Wang, D. Ma, N. Mehta, A. L. Elías, N. Perea-López, M. Terrones, V. Crespi, and Z. Liu, are preparing a manuscript to be called “Extraordinary second harmonic generation in tungsten disulfide monolayers.”

Mak, K. F.

L. M. Malard, T. V. Alencar, A. P. M. Barboza, K. F. Mak, and A. M. de Paula, Phys. Rev. B 87, 201401 (2013).
[CrossRef]

K. F. Mak, C. Lee, J. Hone, J. Shan, and T. F. Heinz, Phys. Rev. Lett. 105, 136805 (2010).
[CrossRef]

Malard, L. M.

L. M. Malard, T. V. Alencar, A. P. M. Barboza, K. F. Mak, and A. M. de Paula, Phys. Rev. B 87, 201401 (2013).
[CrossRef]

Matthews, M. J.

G. L. Frey, R. Tenne, M. J. Matthews, M. S. Dresselhaus, and G. Dresselhaus, J. Mater. Res. 13, 2412 (1998).
[CrossRef]

Mehta, N.

C. Janisch, Y. Wang, D. Ma, N. Mehta, A. L. Elías, N. Perea-López, M. Terrones, V. Crespi, and Z. Liu, are preparing a manuscript to be called “Extraordinary second harmonic generation in tungsten disulfide monolayers.”

Meshulach, D.

D. Meshulach and Y. Silberberg, Nature 396, 239 (1998).
[CrossRef]

Najmaei, S.

N. Kumar, S. Najmaei, Q. Cui, F. Ceballos, P. M. Ajayan, J. Lou, and H. Zhao, Phys. Rev. B 87, 161403 (2013).
[CrossRef]

O’Shea, P.

Perea-López, N.

A. Berkdemir, H. R. Gutiérrez, A. R. Botello-Méndez, N. Perea-López, A. L. Elías, C.-I. Chia, B. Wang, V. H. Crespi, F. López-Urías, J.-C. Charlier, H. Terrones, and M. Terrones, Sci. Rep. 3, 1755 (2013).
[CrossRef]

H. R. Gutiérrez, N. Perea-López, A. L. Elías, A. Berkdemir, B. Wang, R. Lv, F. López-Urías, V. H. Crespi, H. Terrones, and M. Terrones, Nano Lett. 13, 3447 (2013).
[CrossRef]

C. Janisch, Y. Wang, D. Ma, N. Mehta, A. L. Elías, N. Perea-López, M. Terrones, V. Crespi, and Z. Liu, are preparing a manuscript to be called “Extraordinary second harmonic generation in tungsten disulfide monolayers.”

Persans, P. D.

Plashnitsa, V. V.

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

Robinson, R. D.

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

Rudolph, W.

J.-C. Diels and W. Rudolph, Ultrashort Laser Pulse Phenomena, 2nd ed. (Academic, 2005).

Ruoff, R. S.

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

Ruthmann, J.

S. A. Kovalenko, A. L. Dobryakov, J. Ruthmann, and N. P. Ernsting, Phys. Rev. A 59, 2369 (1999).
[CrossRef]

Salahuddin, S.

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

Shan, J.

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

K. F. Mak, C. Lee, J. Hone, J. Shan, and T. F. Heinz, Phys. Rev. Lett. 105, 136805 (2010).
[CrossRef]

Shi, L.

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

Shreenath, A. P.

Silberberg, Y.

D. Meshulach and Y. Silberberg, Nature 396, 239 (1998).
[CrossRef]

Spencer, M. G.

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

Tan, P.-H.

W. Zhao, Z. Ghorannevis, L. Chu, M. Toh, C. Kloc, P.-H. Tan, and G. Eda, ACS Nano 7, 791 (2013).
[CrossRef]

Tenne, R.

G. L. Frey, R. Tenne, M. J. Matthews, M. S. Dresselhaus, and G. Dresselhaus, J. Mater. Res. 13, 2412 (1998).
[CrossRef]

Terrones, H.

H. R. Gutiérrez, N. Perea-López, A. L. Elías, A. Berkdemir, B. Wang, R. Lv, F. López-Urías, V. H. Crespi, H. Terrones, and M. Terrones, Nano Lett. 13, 3447 (2013).
[CrossRef]

A. Berkdemir, H. R. Gutiérrez, A. R. Botello-Méndez, N. Perea-López, A. L. Elías, C.-I. Chia, B. Wang, V. H. Crespi, F. López-Urías, J.-C. Charlier, H. Terrones, and M. Terrones, Sci. Rep. 3, 1755 (2013).
[CrossRef]

Terrones, M.

A. Berkdemir, H. R. Gutiérrez, A. R. Botello-Méndez, N. Perea-López, A. L. Elías, C.-I. Chia, B. Wang, V. H. Crespi, F. López-Urías, J.-C. Charlier, H. Terrones, and M. Terrones, Sci. Rep. 3, 1755 (2013).
[CrossRef]

H. R. Gutiérrez, N. Perea-López, A. L. Elías, A. Berkdemir, B. Wang, R. Lv, F. López-Urías, V. H. Crespi, H. Terrones, and M. Terrones, Nano Lett. 13, 3447 (2013).
[CrossRef]

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

C. Janisch, Y. Wang, D. Ma, N. Mehta, A. L. Elías, N. Perea-López, M. Terrones, V. Crespi, and Z. Liu, are preparing a manuscript to be called “Extraordinary second harmonic generation in tungsten disulfide monolayers.”

Toh, M.

W. Zhao, Z. Ghorannevis, L. Chu, M. Toh, C. Kloc, P.-H. Tan, and G. Eda, ACS Nano 7, 791 (2013).
[CrossRef]

Trebino, R.

Van Wagenen, E. A.

Wagoner, G. A.

Wang, B.

H. R. Gutiérrez, N. Perea-López, A. L. Elías, A. Berkdemir, B. Wang, R. Lv, F. López-Urías, V. H. Crespi, H. Terrones, and M. Terrones, Nano Lett. 13, 3447 (2013).
[CrossRef]

A. Berkdemir, H. R. Gutiérrez, A. R. Botello-Méndez, N. Perea-López, A. L. Elías, C.-I. Chia, B. Wang, V. H. Crespi, F. López-Urías, J.-C. Charlier, H. Terrones, and M. Terrones, Sci. Rep. 3, 1755 (2013).
[CrossRef]

Wang, Y.

C. Janisch, Y. Wang, D. Ma, N. Mehta, A. L. Elías, N. Perea-López, M. Terrones, V. Crespi, and Z. Liu, are preparing a manuscript to be called “Extraordinary second harmonic generation in tungsten disulfide monolayers.”

Weiner, A. M.

A. M. Weiner, IEEE J. Quantum Electron. 19, 1276 (1983).
[CrossRef]

Windeler, R. S.

Windl, W.

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

Xu, L.

Zeek, E.

Zhao, H.

N. Kumar, S. Najmaei, Q. Cui, F. Ceballos, P. M. Ajayan, J. Lou, and H. Zhao, Phys. Rev. B 87, 161403 (2013).
[CrossRef]

Zhao, W.

W. Zhao, Z. Ghorannevis, L. Chu, M. Toh, C. Kloc, P.-H. Tan, and G. Eda, ACS Nano 7, 791 (2013).
[CrossRef]

ACS Nano (2)

S. Z. Butler, S. M. Hollen, L. Cao, Y. Cui, J. A. Gupta, H. R. Gutierrez, T. F. Heinz, S. S. Hong, J. Huang, A. F. Ismach, E. Johnston-Halperin, M. Kuno, V. V. Plashnitsa, R. D. Robinson, R. S. Ruoff, S. Salahuddin, J. Shan, L. Shi, M. G. Spencer, M. Terrones, W. Windl, and J. E. Goldberger, ACS Nano 7, 2898 (2013).
[CrossRef]

W. Zhao, Z. Ghorannevis, L. Chu, M. Toh, C. Kloc, P.-H. Tan, and G. Eda, ACS Nano 7, 791 (2013).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (2)

D. J. Kane and R. Trebino, IEEE J. Quantum Electron. 29, 571 (1993).
[CrossRef]

A. M. Weiner, IEEE J. Quantum Electron. 19, 1276 (1983).
[CrossRef]

J. Mater. Res. (1)

G. L. Frey, R. Tenne, M. J. Matthews, M. S. Dresselhaus, and G. Dresselhaus, J. Mater. Res. 13, 2412 (1998).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. A (1)

J. Opt. Soc. Am. B (1)

Nano Lett. (1)

H. R. Gutiérrez, N. Perea-López, A. L. Elías, A. Berkdemir, B. Wang, R. Lv, F. López-Urías, V. H. Crespi, H. Terrones, and M. Terrones, Nano Lett. 13, 3447 (2013).
[CrossRef]

Nature (1)

D. Meshulach and Y. Silberberg, Nature 396, 239 (1998).
[CrossRef]

Opt. Express (3)

Opt. Lett (1)

H. Kano and H.-O. Hamaguchi, Opt. Lett 28, 2360 (2003).
[CrossRef]

Opt. Lett. (1)

Phys. Rev. A (1)

S. A. Kovalenko, A. L. Dobryakov, J. Ruthmann, and N. P. Ernsting, Phys. Rev. A 59, 2369 (1999).
[CrossRef]

Phys. Rev. B (2)

N. Kumar, S. Najmaei, Q. Cui, F. Ceballos, P. M. Ajayan, J. Lou, and H. Zhao, Phys. Rev. B 87, 161403 (2013).
[CrossRef]

L. M. Malard, T. V. Alencar, A. P. M. Barboza, K. F. Mak, and A. M. de Paula, Phys. Rev. B 87, 201401 (2013).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (1)

K. F. Mak, C. Lee, J. Hone, J. Shan, and T. F. Heinz, Phys. Rev. Lett. 105, 136805 (2010).
[CrossRef]

Sci. Rep. (1)

A. Berkdemir, H. R. Gutiérrez, A. R. Botello-Méndez, N. Perea-López, A. L. Elías, C.-I. Chia, B. Wang, V. H. Crespi, F. López-Urías, J.-C. Charlier, H. Terrones, and M. Terrones, Sci. Rep. 3, 1755 (2013).
[CrossRef]

Other (3)

R. Trebino, Frequency-Resolved Optical Gating: The Measurement of Ultrashort Laser Pulses (Springer, 2002).

C. Janisch, Y. Wang, D. Ma, N. Mehta, A. L. Elías, N. Perea-López, M. Terrones, V. Crespi, and Z. Liu, are preparing a manuscript to be called “Extraordinary second harmonic generation in tungsten disulfide monolayers.”

J.-C. Diels and W. Rudolph, Ultrashort Laser Pulse Phenomena, 2nd ed. (Academic, 2005).

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.

(a) Scanning electron microscopy image showing several WS 2 monolayer islands. (b) Raman spectrum of the WS 2 monolayer used for pulse characterization. The peak positions (indicated by the arrows) and their relative intensity ratio demonstrate that the triangle used is a monolayer island. (c) Schematic diagram of the experimental setup for characterizing ultrashort pulses using WS 2 monolayers. The fundamental beam from a mode-locked Ti:sapphire laser is sent into a Michelson interferometer with a variable delay line. The SH signal generated by the WS 2 sample is epi-collected, reflected from a dichroic mirror, and measured by a spectrometer. (d) Optical micrograph of a WS 2 monolayer triangular island. (e) SH image of the same WS 2 triangle obtained by raster scanning the WS 2 sample shown in (d).

Fig. 2.
Fig. 2.

(a) Measured SHG-cFROG trace; the inset shows the interferometric autocorrelation of the chirped pulse with the expected 8 1 peak-to-background ratio. (b) Comparison between a standard FROG spectrogram computed from retrieved pulse and that extracted from (a) through digital filtering. (c) Profile of the retrieved pulse. The pulse FWHM is 106 fs . (d) Comparison of the measured and computed pulse spectra. Spectral FWHM is 18 nm .

Equations (2)

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

I cFROG ( ω , τ ) | F.T. [ ( e ( t ) + e ( t τ ) ) 2 ] | 2 = 2 I SH ( ω ) + 4 I FROG ( ω , τ ) + other terms ,
A ˜ 2 ( Ω ) S ( Ω ) sinc ( Δ k Ω δ 2 π L ) ,

Metrics