Slow-light through nonlinear wave-mixing in liquid crystal light-valves

Umberto Bortolozzo; Stefania Residori; Jean-Pierre Huignard

doi:10.1016/j.crhy.2009.09.003

Slow-light through nonlinear wave-mixing in liquid crystal light-valves
[Lumiére lente par mélange d'ondes non linéaire dans les valves optiques à cristaux liquides]

Umberto Bortolozzo ¹ ; Stefania Residori ¹ ; Jean-Pierre Huignard ²

¹ Institut non linéaire de Nice, université de Nice Sophia-Antipolis, CNRS, 1361 route des Lucioles, 06560 Valbonne, France
² Thales Research & Technology, RD 128, 91767 Palaiseau cedex, France

Comptes Rendus. Physique, Volume 10 (2009) no. 10, pp. 938-948.

Résumé
Abstract

Dans une valve optique à cristaux liquides, des processus non linéaires de mélange d'ondes permettent d'obtenir la lumière lente. Les impulsions lumineuses sont ralenties jusqu'à des vitesses de groupe aussi petites que 0.2 mm/s. Un modèle décrit les observations dans le cadre général des processus d'interaction dans les milieux minces. Le grand retard de groupe fourni par la valve optique est exploité pour augmenter la sensibilité d'un interféromètre, alors que l'étroite bande de fréquence associée au gain du mélange à deux ondes est utilisée pour réaliser un système d'holographie adaptative qui permet la détection d'une fraction de picomètre.

Slow-light is obtained through nonlinear wave-mixing in a liquid crystal light-valve. A deceleration of light pulses down to group velocities as small as 0.2 mm/s is achieved when two-wave-mixing is performed with a continuous pump and a time modulated signal. A model accounts for the observations in the general framework of nonlinear wave-mixing in thin media. The large group delay provided by the light-valve is exploited to enhance the spectral sensitivity of an interferometer, whereas the narrow frequency bandwidth of the two-wave-mixing gain is used to realize an adaptive holographic system that allows achieving subpicometer detection.

Publié le : 2009-12-01

DOI : 10.1016/j.crhy.2009.09.003

Keywords: Slow-light, Liquid crystals, Light-valves, Nonlinear wave-mixing, Adaptive holography
Mot clés : Lumière lente, Cristaux liquides, Valves optiques, Mélange d'ondes, Holographie adaptative

Affiliations des auteurs :

Umberto Bortolozzo ¹ ; Stefania Residori ¹ ; Jean-Pierre Huignard ²

¹ Institut non linéaire de Nice, université de Nice Sophia-Antipolis, CNRS, 1361 route des Lucioles, 06560 Valbonne, France
² Thales Research & Technology, RD 128, 91767 Palaiseau cedex, France

@article{CRPHYS_2009__10_10_938_0,
     author = {Umberto Bortolozzo and Stefania Residori and Jean-Pierre Huignard},
     title = {Slow-light through nonlinear wave-mixing in liquid crystal light-valves},
     journal = {Comptes Rendus. Physique},
     pages = {938--948},
     publisher = {Elsevier},
     volume = {10},
     number = {10},
     year = {2009},
     doi = {10.1016/j.crhy.2009.09.003},
     language = {en},
}

TY  - JOUR
AU  - Umberto Bortolozzo
AU  - Stefania Residori
AU  - Jean-Pierre Huignard
TI  - Slow-light through nonlinear wave-mixing in liquid crystal light-valves
JO  - Comptes Rendus. Physique
PY  - 2009
SP  - 938
EP  - 948
VL  - 10
IS  - 10
PB  - Elsevier
DO  - 10.1016/j.crhy.2009.09.003
LA  - en
ID  - CRPHYS_2009__10_10_938_0
ER  -

%0 Journal Article
%A Umberto Bortolozzo
%A Stefania Residori
%A Jean-Pierre Huignard
%T Slow-light through nonlinear wave-mixing in liquid crystal light-valves
%J Comptes Rendus. Physique
%D 2009
%P 938-948
%V 10
%N 10
%I Elsevier
%R 10.1016/j.crhy.2009.09.003
%G en
%F CRPHYS_2009__10_10_938_0

Umberto Bortolozzo; Stefania Residori; Jean-Pierre Huignard. Slow-light through nonlinear wave-mixing in liquid crystal light-valves. Comptes Rendus. Physique, Volume 10 (2009) no. 10, pp. 938-948. doi : 10.1016/j.crhy.2009.09.003. https://comptes-rendus.academie-sciences.fr/physique/articles/10.1016/j.crhy.2009.09.003/

Bibliographie
Cité par

[1] R.W. Boyd; D.J. Gauthier (E. Wolf, ed.), Progress in Optics, vol. 43, Elsevier Science, Amsterdam, 2002, pp. 497-530

[2] F. Xia; L. Sekaric; Y. Vlasov Nature Photonics, 1 (2007), p. 65

[3] Z. Shi; R.W. Boyd; D.J. Gauthier; C.C. Dudley Opt. Lett., 32 (2007), p. 915

[4] Z. Shi; R.W. Boyd Phys. Rev. Lett., 99 (2007), p. 240801

[5] G.S. Pati; M. Salit; K. Salit; M.S. Shahriar Phys. Rev. Lett., 99 (2007), p. 133601

[6] H.N. Yum; M. Salit; G.S. Pati; S. Tseng; P.R. Hemmer; M.S. Shahriar Opt. Express, 16 (2008), p. 20448

[7] S.E. Harris Phys. Today, 50 (1997), p. 36

[8] A. Kasapi; M. Jain; G.Y. Yin; S.E. Harris Phys. Rev. Lett., 74 (1995), p. 2447

[9] L.V. Hau; S.E. Harris; Z. Dutton; C.H. Behroozi Nature (London), 397 (1999), p. 594

[10] M.S. Bigelow; N.N. Lepeshkin; R.W. Boyd Phys. Rev. Lett., 90 (2003), p. 113903

[11] Y.A. Vlasov; M. O'Boyle; H.F. Hamann; S.J. McNab Nature, 428 (2005), p. 65

[12] T. Baba Nature Photonics, 2 (2008), p. 465

[13] J. Mork; F. Öhman; M. van der Poel; Y. Chen; P. Lunnemann; K. Yvind Laser & Photon. Rev. (2008), pp. 1-15

[14] S. Tonda-Goldstein, P. Berger, D. Dolfi, J. Chazelas, J.P. Huignard, Proceedings of the European Microwave Association, 2008

[15] N.V. Kukhtarev; V.B. Markov; S.G. Odulov; M.S. Soskin; V.L. Vinetskii Ferroelectrics, 22 (1979), p. 949

[16] J.P. Huignard; A. Marrakchi Opt. Lett., 6 (1981), p. 622

[17] A. Marrakchi; J.P. Huignard; P. Gunter Appl. Phys. Lett., 24 (1981), p. 131

[18] A. Yariv; D.M. Pepper Opt. Lett., 1 (1977), p. 16

[19] E. Podivilov; B. Sturman; A. Shumelyuk; S. Odoulov Phys. Rev. Lett., 91 (2003), p. 083902

[20] A. Shumelyuk; K. Shcherbin; S. Odoulov; B. Sturman; E. Podivilov; K. Buse Phys. Rev. Lett., 93 (2004), p. 243604

[21] G. Zhang; R. Dong; F. Bo; J. Xu; G. Zhang; F. Bo; R. Dong; J. Xu Phys. Rev. Lett., 43 (2004), p. 1167

[22] Y. Okawachi; M.S. Bigelow; J.E. Sharping; Z. Zhu; A. Schweinsberg; D.J. Gauthier; R.W. Boyd; A.L. Gaeta Phys. Rev. Lett., 94 (2005), p. 153902

[23] L. Thévenaz Nature Photonics, 2 (2008), p. 474

[24] S. Residori; U. Bortolozzo; J.P. Huignard Phys. Rev. Lett., 100 (2008), p. 203603

[25] R.M. Camacho; C.J. Broadbent; I. Ali-Khan; J.C. Howell Phys. Rev. Lett., 98 (2007), p. 043902

[26] P.K. Vudyasetu; R.M. Camacho; J.C. Howell Phys. Rev. Lett., 100 (2008), p. 123903

[27] P. Aubourg; J.P. Huignard; M. Hareng; R.A. Mullen Appl. Opt., 21 (1982), p. 3706

[28] A. Brignon; I. Bongrand; B. Loiseaux; J.P. Huignard Opt. Lett., 22 (1997) no. 4, p. 1855

[29] P. Gunter; J.P. Huignard Photorefractive Materials and Their Applications 1, Springer Science, New York, 2006

[30] P.G. De Gennes; J. Prost The Physics of Liquid Crystals, Oxford Science Publications, Clarendon Press, 1993

[31] A. Yariv Optical Waves in Crystals, John Wiley & Sons, New Jersey, 2003 (pp. 354–358)

[32] U. Bortolozzo; S. Residori; J.P. Huignard Opt. Lett., 31 (2006), p. 2166

[33] U. Bortolozzo; S. Residori; J.P. Huignard Phys. Rev. A, 79 (2009), p. 053835

[34] S. Residori; U. Bortolozzo; J.P. Huignard Appl. Phys. B, 95 (2009), p. 551

[35] A.A. Kamshilin; R.V. Romashko; Y.N. Kulchin J. Appl. Phys., 105 (2009) (031101-11)

[36] U. Bortolozzo; S. Residori; J.P. Huignard Opt. Lett., 34 (2009), pp. 2006-2008

Cité par Sources :

Commentaires - Politique