Stability of periodic optical solitons for a nonlinear Schrodinger system

This paper is concerned with the existence and nonlinear stability of periodic travelling-wave solutions for a nonlinear Schrodinger-type system arising in nonlinear optics. We show the existence of smooth curves of periodic solutions depending on the dnoidal-type functions. We prove stability results by perturbations having the same minimal wavelength, and instability behaviour by perturbations of two or more times the minima period. We also establish global well posedness for our system by using Bourgain`s approach.

Nonlinear refractive index measurements in antimony-sulfide glass films using a single beam nonlinear image technique

The nonlinear refractive index, n(2), of films based on the new glass system Sb(2)O(3)-Sb(2)S(3) was measured at 1064 nm with laser pulses of 15 ps, using a single-beam nonlinear image technique in presence of a phase object. The films were prepared from bulk glasses by RF-sputtering. A large value of n(2) = 3 x 10-(15) m(2)/W, which is three orders of magnitude larger than for CS(2), was determined. The result shows the strong potential of antimony-sulfide glass films for integrated nonlinear optics. (c) 2005 Elsevier B.V. All rights reserved.

Nonlinear optical absorption of antimony and lead oxyhalide glasses

The optical limiting behavior and nonlinear optical properties of antimony and lead oxyhalide glasses were discussed. The large nonlinear absorption coefficients which range from 11 to 20 cm/GW was determined using standard Z-scan technique. The photodarkening in the samples were observed which suggested that they can also be useful for inscribing Bragg gratings using green lasers of moderate power.

Nonlinear absorption spectrum in perylene derivatives

Knowledge about nonlinear absorption spectra of materials used in photonic devices is of paramount importance in determining their optimum operation wavelengths. In this work, we have investigated the two-photon absorption (2PA) degenerate cross-section spectrum for perylene derivatives using the Z-scan technique with femtosecond laser pulses. All perylene derivatives studied present large 2PA cross-sections, only comparable to the best ones reported in the literature. The results achieved in the present investigation indicate perylene derivatives as promising materials for two-photon applications. ©2005 Optical Society of America.

Thin films of polythiophene: Linear and nonlinear optical characterization

Wir haben die linearen und nichtlinearen optischen Eigenschaften von dünnen Schichten und planaren Wellenleitern aus mehreren konjugierten Polymeren (MEH-PPV und P3AT) und Polymeren mit -Elektronen Systemen in der Seitenkette (PVK und PS) untersucht und verglichen. PVK und PS haben relativ kleine Werte des nichtlinearen Brechungsindex n2 bei 532 nm, nämlich (1,2 ± 0,5)10-14 cm2/W und (2,6 ± 0,5) 10-14 cm2/W.rnWir haben die linearen optischen Konstanten von mehreren P3ATs untersucht, insbesondere den Einfluss der Regioregularität und Kettenlänge der Alkylsubstituenten. Wir haben das am besten geeignete Polymere für Wellenleiter Anwendungen identifiziert, welches P3BT-ra genannt ist. Wir haben die linearen optischen Eigenschaften dünner Schichten des P3BT-ra untersucht, die mit Spincoating aus verschiedenen Lösungsmitteln mit unterschiedlichen Siedetemperaturen präparieret wurden. Wir haben festgestellt, dass P3BT-ra Filme aus Toluol-Lösungen die am besten geeigneten Wellenleiter für die intensitätsabhängigen Prismen-Kopplungs Experimente sind, weil diese geringe Wellenleiterdämpfungsverluste bei = 1064 nm haben. rnWir haben die Dispersionen des Wellenleiterdämfungsverlustes gw, des nichtlinearen Brechungsindex n2 und des nichtlinearen Absorptionskoeffizienten 2 von Wellenleitern aus P3BT-ra im Bereich von 700 - 1500 nm gemessen. Wir haben große Werte des nichtlinearen Brechungsindex bis 1,5x10-13 cm2/W bei 1150 nm beobachtet. Wir haben gefunden, dass die Gütenkriterien (“figures of merit“) für rein optische Schalter im Wellenlängebereich 1050 - 1200 nm erfüllt sind. Dieser Bereich entspricht dem niederenergetischen Ausläufer der Zwei-Photonen-Absorption. Die Gütekriterien von P3BT-ra gehören zu den besten der bisher bekannten Werte von konjugierten Polymeren.rnWir haben gefunden, dass P3BT-ra ein vielversprechender Kandidat für integriert-optische Schalter ist, weil es eine gute Kombination aus großer Nichtlinearität dritter Ordnung, geringen Wellenleiterdämpfungverlusten und ausreichender Photostabilität zeigt. rnWir haben einen Vergleich der gemessenen Dispersion von gw, n2 und 2 mit der Theorie durchgeführt. Durch Kurvenanpassung der Dispersion von gw haben wir gefunden, dass Rayleigh-Streuung der dominierende Dämpfungsmechanismus in MEH-PPV und P3BT-ra Wellenleitern ist. Ein quantenmechanischer Ansatz wurde zur Berechnung der nichtlinearen Suszeptibilität dritter Ordnung (3) verwendet, um die gemessenen Spektren von n2 und 2 von P3BT-ra und MEH-PPV zu simulieren. Dies kann erklären, dass sättigbare Absorption und Zwei-Photonen Absorption die hauptsächlichen Effekte sind, welche die Dispersion von n2 und 2 verursachen. rn

Erzeugung vakuumultravioletter Strahlung durch Vierwellenmischen in einer Hohlfaser

In dieser Arbeit wird die Entwicklung und experimentelle Umsetzung einer kontinuierlichen, kohärenten Lichtquelle im vakuumultravioletten Wellenlängenbereich um 122 nm präsentiert. Diese basiert auf der nichtlinearen optischen Summenfrequenzmischung dreier Fundamentallaserstrahlen in einer mit Quecksilberdampf gefüllten Hohlfaser. Die Wellenlängen der fundamentalen Laser sind dabei an der Niveaustruktur des Quecksilbers orientiert, um eine mehrfach resonante Überhöhung der nichtlinearen Suszeptibilität zu erreichen. Der transversale Einschluss der Lichtfelder in der Faser verlängert die Wechselwirkungszone mit dem nichtlinearen Medium um mehrere Größenordnungen gegenüber dem Regime fokussierter Strahlen und erlaubt so signifikante Steigerungen der Mischeffizienz.rnrnIm Zuge dieser Arbeit wurde neben einer umfassenden mathematischen Analyse des nichtlinearen Mischprozesses unter Einfluss der Fasercharakteristika eine Apparatur zur Erzeugung und Detektion vakuumultravioletter Strahlung entwickelt. Die Generierung ausreichend hoher Dampfdichten innerhalb des 50 µm durchmessenden Faserkerns konnten spektroskopisch nachgewiesen werden.rnrnDas erste erfolgreiche Summenfrequenzmischen zu 121,26 nm in der Faser wurde demonstriert. Die erzielten Mischeffizienzen sind bereits mit denen vergleichbar, welche unter Verwendung fokussierter Strahlen erreicht werden, obwohl eine Phasenanpassung in der Faser bisher nicht möglich war. Die Ergebnisse dieser Arbeit markieren damit einen wichtigen Schritt hin zu Leistungssteigerungen kohärenter, kontinuierlicher vakuumultravioletter Lichtquellen.rnrnEine solche Quelle wird für zukünftige Laserkühlung von magnetisch gefangenem Antiwasserstoff auf dem Lyman-Alpha Übergang, sowie die Rydberganregung von Calciumionen in einer Paulfalle zur Implementierung quantenlogischer Operationen benötigt.rnrnFerner hat eine Untersuchung der, für eine effiziente Konversion essentiellen, 6^1S_0 - 7^1S_0 Zwei-Photonen Resonanz in Quecksilber Hinweise auf eine bis dato experimentell nicht beobachtete, auf einer Mehr-Photonen Anregung beruhende Licht-induzierte Drift ergeben.

Waveguide-saturable absorber fabricated by femtosecond pulses in YAG:Cr4+ crystal for Q-switched operation of Yb-fiber laser

A waveguide-saturable absorber with low propagation loss is fabricated by femtosecond pulses in YAG:Cr4+ crystal. Q-switch operation of a Yb fiber laser with the new saturable absorber having absorption saturation parameters similar to the bulk YAG:Cr4+ crystal is demonstrated.

Virtual Gires-Tournois etalons realized with phase-modulated wideband chirped fiber gratings

We propose and demonstrate novel virtual Gires–Tournois (GT) etalons based on fiber gratings. By introducing an additional phase modulation in wideband linearly chirped fiber Bragg gratings, we have successfully generated GT resonance with only one grating. This technique can simplify the fabrication procedure while retaining the normal advantages of distributed etalons, including their full compatibility with optical fiber, low insertion loss, and low cost. Such etalons can be used as dispersion compensation devices in optical transmission systems.

All-fiber polarization interference filters based on 45°-tilted fiber gratings

We report all-fiber polarization interference filters, known as Lyot and Lyot-Ohman filters, based on alternative concatenation of UV-inscribed fiber gratings with structure tilted at 45° and polarization maintaining (PM) fiber cavities. Such filters generate comb-like transmission of linear polarization output. The free spectral range (FSR) of a single-stage (Lyot) filter is PM fiber cavity length dependent, as a 20 cm long cavity showed a 26.6 nm FSR while the 40 cm one exhibited a 14.8 nm FSR. Furthermore, we have theoretically and experimentally demonstrated all-fiber 2-stage and 3-stage Lyot-Ohman filters, giving more freedom in tailoring the transmission characteristics.

High efficiency supercontinuum generation using ultra-long Raman fiber cavities

Supercontinuum generation in a multi-fiber ultra-long Raman fiber laser cavity is experimentally investigated for the first time. We demonstrate significantly enhanced spectral flatness and supercontinuum generation efficiency using only conventional single mode silica fiber. With a pump power of only 1.63W a ~15dB bandwidth >260 nm wide (from 1440 to >1700nm) supercontinuum source is reported with a flatness of <1dB over 180nm using an optimised hybrid TW/HNLF cavity. We address the dependence of the supercontinuum spectrum on the input pump power and ultra-long Raman cavity.

Novel glucose sensor based on enzymeimmobilized 81° tilted fiber grating

We demonstrate a novel glucose sensor based on an optical fiber grating with an excessively tilted index fringe structure and its surface modified by glucose oxidase (GOD). The aminopropyltriethoxysilane (APTES) was utilized as binding site for the subsequent GOD immobilization. Confocal microscopy and fluorescence microscope were used to provide the assessment of the effectiveness in modifying the fiber surface. The resonance wavelength of the sensor exhibited red-shift after the binding of the APTES and GOD to the fiber surface and also in the glucose detection process. The red-shift of the resonance wavelength showed a good linear response to the glucose concentration with a sensitivity of 0.298nm(mg/ml)-1 in the very low concentration range of 0.0∼3.0mg/ml. Compared to the previously reported glucose sensor based on the GOD-immobilized long period grating (LPG), the 81° tilted fiber grating (81°-TFG) based sensor has shown a lower thermal cross-talk effect, better linearity and higher Q-factor in sensing response. In addition, its sensitivity for glucose concentration can be further improved by increasing the grating length and/or choosing a higher-order cladding mode for detection. Potentially, the proposed techniques based on 81°-TFG can be developed as sensitive, label free and micro-structural sensors for applications in food safety, disease diagnosis, clinical analysis and environmental monitoring.

Long-distance soliton transmission through ultralong fiber lasers

We present the first experimental demonstration (to our knowledge) of long-distance unperturbed fundamental optical soliton transmission in conventional single-mode optical fiber. The virtual transparency in the fiber required for soliton transmission, over 15 complete periods, was achieved by using an ultralong Raman fiber laser amplification scheme. Optical soliton pulse duration, pulse bandwidth, and peak intensity are shown to remain constant along the transmission length. Frequency-resolved optical gating spectrograms and numerical simulations confirm the observed optical soliton dynamics.

Strong spectral filtering for a mode-locked similariton fiber laser

We propose a novel mode-locked fiber laser design that relies on attracting similariton solutions in fiber amplifiers with normal group-velocity dispersion and strong spectral filtering to compensate increased pulse duration and bandwidth. Stable high-energy, large-bandwidth pulses are obtained that can be linearly compressed, resulting in ultrashort pulses.

Optically controlled tunable dispersion compensators based on pumped fiber gratings

We demonstrate optically tunable dispersion compensators based on pumping fiber Bragg gratings made in Er/Yb codoped fiber. The tunable dispersion for a chirped grating and also a uniform-period grating was successfully demonstrated in the experiment. The dispersion of the chirped grating was tuned from 900 to 1990 ps/nm and also from -600 to -950 ps/nm in the experiment.