Abstract

A fabry–perto interferometer filled with an 83-μm-thick nematic-liquid-crystal film exhibits multiple-order optical bistability and self-oscillation. The oscillation is shown to be due to two competing mechanisms with different response times contributing to the laser-induced refractive-index change.

© 1983 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R. M. Herman, R. J. Serinko, Phys. Rev. A 19, 1757 (1979); B. Ya. Zel’dovich, N. V. Tabiryan, JETP Lett. 30, 478 (1979); I. C. Khoo, S. L. Zhuang, Appl. Phys. Lett. 37, 3 (1980); L. Csillag, I. Janossy, V. F. Kitaeva, N. Kroo, N. N. Sobolev, A. S. Zolotko, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 78, 173 (1981); S. R. Galstyan, O. V. Garibyan, N. V. Tabiryan, Yu. S. Chilingaryan, JETP Lett. 33, 437 (1981).
    [CrossRef]
  2. S. D. Durbin, S. M. Arakelian, Y. R. Shen, Phys. Rev. Lett. 47, 1411 (1981).
    [CrossRef]
  3. S. D. Durbin, S. M. Arakelian, Y. R. Shen, Opt. Lett. 6, 411 (1981); Opt. Lett. 7, 145 (1982); I. C. Khoo, S. L. Zhuang, IEEE J. Quantum Electron. QE-18, 246 (1982).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. S. L. McCall, Appl. Phys. Lett. 32, 284 (1978).
    [CrossRef]
  5. M. Okada, K. Takizawa, IEEE J. Quantum Electron. QE-17, 517 (1981).
    [CrossRef]
  6. K. Ikeda, H. Daido, O. Akimoto, Phys. Rev. Lett. 45, 709 (1980); K. Ikeda, O. Akimoto, Phys. Rev. Lett. 48, 617 (1982).
    [CrossRef]
  7. H. M. Gibbs, F. A. Hopf, D. L. Kaplan, R. L. Shoemaker, Phys. Rev. Lett. 46, 474 (1981).
    [CrossRef]
  8. J. L. Jewell, H. M. Gibbs, S. S. Tarng, A. C. Gossard, W. Wiegmann, Appl. Phys. Lett. 40, 291 (1982).
    [CrossRef]
  9. H. M. Gibbs, S. L. McCall, T. N. C. Venkatesan, Phys. Rev. Lett. 36, 1135 (1976).
    [CrossRef]
  10. S. L. McCall, H. M. Gibbs, J. Opt. Soc. Am. 68, 1378 (1978).
  11. K = A(1 + RF)/αd(1 − A)(1 − RF), where A = 1 − e−αd, α is the loss coefficient, d is the mirror spacing, and RF is the front mirror reflectivity.
  12. J. V. Moloney, M. R. Belic, H. M. Gibbs, Opt. Commun. 41, 379 (1982); Phys. Rev. Lett. 48, 1607 (1982).
    [CrossRef]

1982 (2)

J. L. Jewell, H. M. Gibbs, S. S. Tarng, A. C. Gossard, W. Wiegmann, Appl. Phys. Lett. 40, 291 (1982).
[CrossRef]

J. V. Moloney, M. R. Belic, H. M. Gibbs, Opt. Commun. 41, 379 (1982); Phys. Rev. Lett. 48, 1607 (1982).
[CrossRef]

1981 (4)

H. M. Gibbs, F. A. Hopf, D. L. Kaplan, R. L. Shoemaker, Phys. Rev. Lett. 46, 474 (1981).
[CrossRef]

S. D. Durbin, S. M. Arakelian, Y. R. Shen, Phys. Rev. Lett. 47, 1411 (1981).
[CrossRef]

S. D. Durbin, S. M. Arakelian, Y. R. Shen, Opt. Lett. 6, 411 (1981); Opt. Lett. 7, 145 (1982); I. C. Khoo, S. L. Zhuang, IEEE J. Quantum Electron. QE-18, 246 (1982).
[CrossRef] [PubMed]

M. Okada, K. Takizawa, IEEE J. Quantum Electron. QE-17, 517 (1981).
[CrossRef]

1980 (1)

K. Ikeda, H. Daido, O. Akimoto, Phys. Rev. Lett. 45, 709 (1980); K. Ikeda, O. Akimoto, Phys. Rev. Lett. 48, 617 (1982).
[CrossRef]

1979 (1)

R. M. Herman, R. J. Serinko, Phys. Rev. A 19, 1757 (1979); B. Ya. Zel’dovich, N. V. Tabiryan, JETP Lett. 30, 478 (1979); I. C. Khoo, S. L. Zhuang, Appl. Phys. Lett. 37, 3 (1980); L. Csillag, I. Janossy, V. F. Kitaeva, N. Kroo, N. N. Sobolev, A. S. Zolotko, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 78, 173 (1981); S. R. Galstyan, O. V. Garibyan, N. V. Tabiryan, Yu. S. Chilingaryan, JETP Lett. 33, 437 (1981).
[CrossRef]

1978 (2)

S. L. McCall, Appl. Phys. Lett. 32, 284 (1978).
[CrossRef]

S. L. McCall, H. M. Gibbs, J. Opt. Soc. Am. 68, 1378 (1978).

1976 (1)

H. M. Gibbs, S. L. McCall, T. N. C. Venkatesan, Phys. Rev. Lett. 36, 1135 (1976).
[CrossRef]

Akimoto, O.

K. Ikeda, H. Daido, O. Akimoto, Phys. Rev. Lett. 45, 709 (1980); K. Ikeda, O. Akimoto, Phys. Rev. Lett. 48, 617 (1982).
[CrossRef]

Arakelian, S. M.

Belic, M. R.

J. V. Moloney, M. R. Belic, H. M. Gibbs, Opt. Commun. 41, 379 (1982); Phys. Rev. Lett. 48, 1607 (1982).
[CrossRef]

Daido, H.

K. Ikeda, H. Daido, O. Akimoto, Phys. Rev. Lett. 45, 709 (1980); K. Ikeda, O. Akimoto, Phys. Rev. Lett. 48, 617 (1982).
[CrossRef]

Durbin, S. D.

Gibbs, H. M.

J. V. Moloney, M. R. Belic, H. M. Gibbs, Opt. Commun. 41, 379 (1982); Phys. Rev. Lett. 48, 1607 (1982).
[CrossRef]

J. L. Jewell, H. M. Gibbs, S. S. Tarng, A. C. Gossard, W. Wiegmann, Appl. Phys. Lett. 40, 291 (1982).
[CrossRef]

H. M. Gibbs, F. A. Hopf, D. L. Kaplan, R. L. Shoemaker, Phys. Rev. Lett. 46, 474 (1981).
[CrossRef]

S. L. McCall, H. M. Gibbs, J. Opt. Soc. Am. 68, 1378 (1978).

H. M. Gibbs, S. L. McCall, T. N. C. Venkatesan, Phys. Rev. Lett. 36, 1135 (1976).
[CrossRef]

Gossard, A. C.

J. L. Jewell, H. M. Gibbs, S. S. Tarng, A. C. Gossard, W. Wiegmann, Appl. Phys. Lett. 40, 291 (1982).
[CrossRef]

Herman, R. M.

R. M. Herman, R. J. Serinko, Phys. Rev. A 19, 1757 (1979); B. Ya. Zel’dovich, N. V. Tabiryan, JETP Lett. 30, 478 (1979); I. C. Khoo, S. L. Zhuang, Appl. Phys. Lett. 37, 3 (1980); L. Csillag, I. Janossy, V. F. Kitaeva, N. Kroo, N. N. Sobolev, A. S. Zolotko, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 78, 173 (1981); S. R. Galstyan, O. V. Garibyan, N. V. Tabiryan, Yu. S. Chilingaryan, JETP Lett. 33, 437 (1981).
[CrossRef]

Hopf, F. A.

H. M. Gibbs, F. A. Hopf, D. L. Kaplan, R. L. Shoemaker, Phys. Rev. Lett. 46, 474 (1981).
[CrossRef]

Ikeda, K.

K. Ikeda, H. Daido, O. Akimoto, Phys. Rev. Lett. 45, 709 (1980); K. Ikeda, O. Akimoto, Phys. Rev. Lett. 48, 617 (1982).
[CrossRef]

Jewell, J. L.

J. L. Jewell, H. M. Gibbs, S. S. Tarng, A. C. Gossard, W. Wiegmann, Appl. Phys. Lett. 40, 291 (1982).
[CrossRef]

Kaplan, D. L.

H. M. Gibbs, F. A. Hopf, D. L. Kaplan, R. L. Shoemaker, Phys. Rev. Lett. 46, 474 (1981).
[CrossRef]

McCall, S. L.

S. L. McCall, Appl. Phys. Lett. 32, 284 (1978).
[CrossRef]

S. L. McCall, H. M. Gibbs, J. Opt. Soc. Am. 68, 1378 (1978).

H. M. Gibbs, S. L. McCall, T. N. C. Venkatesan, Phys. Rev. Lett. 36, 1135 (1976).
[CrossRef]

Moloney, J. V.

J. V. Moloney, M. R. Belic, H. M. Gibbs, Opt. Commun. 41, 379 (1982); Phys. Rev. Lett. 48, 1607 (1982).
[CrossRef]

Okada, M.

M. Okada, K. Takizawa, IEEE J. Quantum Electron. QE-17, 517 (1981).
[CrossRef]

Serinko, R. J.

R. M. Herman, R. J. Serinko, Phys. Rev. A 19, 1757 (1979); B. Ya. Zel’dovich, N. V. Tabiryan, JETP Lett. 30, 478 (1979); I. C. Khoo, S. L. Zhuang, Appl. Phys. Lett. 37, 3 (1980); L. Csillag, I. Janossy, V. F. Kitaeva, N. Kroo, N. N. Sobolev, A. S. Zolotko, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 78, 173 (1981); S. R. Galstyan, O. V. Garibyan, N. V. Tabiryan, Yu. S. Chilingaryan, JETP Lett. 33, 437 (1981).
[CrossRef]

Shen, Y. R.

Shoemaker, R. L.

H. M. Gibbs, F. A. Hopf, D. L. Kaplan, R. L. Shoemaker, Phys. Rev. Lett. 46, 474 (1981).
[CrossRef]

Takizawa, K.

M. Okada, K. Takizawa, IEEE J. Quantum Electron. QE-17, 517 (1981).
[CrossRef]

Tarng, S. S.

J. L. Jewell, H. M. Gibbs, S. S. Tarng, A. C. Gossard, W. Wiegmann, Appl. Phys. Lett. 40, 291 (1982).
[CrossRef]

Venkatesan, T. N. C.

H. M. Gibbs, S. L. McCall, T. N. C. Venkatesan, Phys. Rev. Lett. 36, 1135 (1976).
[CrossRef]

Wiegmann, W.

J. L. Jewell, H. M. Gibbs, S. S. Tarng, A. C. Gossard, W. Wiegmann, Appl. Phys. Lett. 40, 291 (1982).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (2)

S. L. McCall, Appl. Phys. Lett. 32, 284 (1978).
[CrossRef]

J. L. Jewell, H. M. Gibbs, S. S. Tarng, A. C. Gossard, W. Wiegmann, Appl. Phys. Lett. 40, 291 (1982).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

M. Okada, K. Takizawa, IEEE J. Quantum Electron. QE-17, 517 (1981).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. (1)

S. L. McCall, H. M. Gibbs, J. Opt. Soc. Am. 68, 1378 (1978).

Opt. Commun. (1)

J. V. Moloney, M. R. Belic, H. M. Gibbs, Opt. Commun. 41, 379 (1982); Phys. Rev. Lett. 48, 1607 (1982).
[CrossRef]

Opt. Lett. (1)

Phys. Rev. A (1)

R. M. Herman, R. J. Serinko, Phys. Rev. A 19, 1757 (1979); B. Ya. Zel’dovich, N. V. Tabiryan, JETP Lett. 30, 478 (1979); I. C. Khoo, S. L. Zhuang, Appl. Phys. Lett. 37, 3 (1980); L. Csillag, I. Janossy, V. F. Kitaeva, N. Kroo, N. N. Sobolev, A. S. Zolotko, Mol. Cryst. Liq. Cryst. 78, 173 (1981); S. R. Galstyan, O. V. Garibyan, N. V. Tabiryan, Yu. S. Chilingaryan, JETP Lett. 33, 437 (1981).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (4)

S. D. Durbin, S. M. Arakelian, Y. R. Shen, Phys. Rev. Lett. 47, 1411 (1981).
[CrossRef]

H. M. Gibbs, S. L. McCall, T. N. C. Venkatesan, Phys. Rev. Lett. 36, 1135 (1976).
[CrossRef]

K. Ikeda, H. Daido, O. Akimoto, Phys. Rev. Lett. 45, 709 (1980); K. Ikeda, O. Akimoto, Phys. Rev. Lett. 48, 617 (1982).
[CrossRef]

H. M. Gibbs, F. A. Hopf, D. L. Kaplan, R. L. Shoemaker, Phys. Rev. Lett. 46, 474 (1981).
[CrossRef]

Other (1)

K = A(1 + RF)/αd(1 − A)(1 − RF), where A = 1 − e−αd, α is the loss coefficient, d is the mirror spacing, and RF is the front mirror reflectivity.

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

Multiple bistable loops with |B| = 1.3 kOe. Inset shows bistable loops and onset of oscillation for |B| = 1.6 kOe.

Fig. 2
Fig. 2

Oscillatory output observed with pinhole for |B| = 1.55 kOe and Iin = 70 W/cm2, together with fit from computer simulation.

Fig. 3
Fig. 3

Bistable loops observed with different input-pulse lengths.

Fig. 4
Fig. 4

Intersection of the F-P transmission curve and solid line gives the steady-state operating point O. The dashed line describes the phase shift that is due to laser heating alone.

Equations (4)

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

τ θ d ϕ θ d t + ϕ θ = α θ I cav ,             τ T d ϕ T d t + ϕ T = α T I cav ,
T = T 0 / [ 1 + F sin 2 ( ϕ / 2 ) ] ,
ϕ = ϕ 0 + ( α θ + α T ) I cav ,
K α T I osc - 1 = | d T d ϕ | max F / 2.

Metrics