Published March 2004 | Version v1
Journal article

Generation of the third optical harmonic in one-dimensional photon crystals and microresonators

  • 1. Moskovskij Gosudarstvennyj Univ. im. M.V. Lomonosova, Moscow (Russian Federation)

Description

The phenomenological model of the cubic nonlinearly-optical response of the one-dimensional photon crystals and microresonators is developed within the frames of the formalism of the nonlinear distribution matrices. The possibility of the third harmonic (TH) resonance amplification by the frequency-angular tuning of the excitation radiation in the area of the photons forbidden zone ends and in the microresonator zone. Strong dependence of the position and amplitude and sign of the TH intensity resonances at the end of the forbidden photon zone on the value and sign of the layers refraction dispersion indices, constituting the photon crystal is identified. The roles of the basic mechanisms of the TH generation amplification - the phase synchronism and spatial localization excitation fields as well as TH inside the photon crystal - are determined on the basis of the model calculations. The agreement of the TH intensity experimental spectrum is demonstrated for the microresonator, produced on the basis of the porous silicon

Abstract (Russian)

В рамках формализма матриц нелинейного распространения развивается феноменологическая модель кубичного нелинейно-оптического отклика одномерных фотонных кристаллов и микрорезонаторов. Показана возможность резонансного усиления генерации третьей гармоники (ТГ) при частотно-угловой подстройке излучения накачки в области краев запрещенной зоны и в микрорезонаторную моду. Обнаружена сильная зависимость положения и амплитуды резонансов интенсивности ТГ на краю запрещенной фотонной зоны от величины и знака дисперсии показателей преломления слоев, составляющих фотонный кристалл. На основе модельных расчетов определены роли основных механизмов усиления генерации ТГ - фазового синхронизма и пространственной локализации полей накачки и ТГ внутри фотонного кристалла. Для микрорезонатора, изготовленнного на основе пористого кремния, продемонстрировано согласие экспериментального спектра интенсивности ТГ с рачетными зависимостями

Additional details

Additional titles

Original title (Russian)
Генерация третьей оптической гармоники в одномерных фотонных кристаллах и микрорезонаторах

Publishing Information

Journal Title
Zhurnal Ehksperimental'noj i Teoreticheskoj Fiziki
Journal Volume
125
Journal Issue
3
Journal Page Range
p. 527-542
ISSN
0044-4510
CODEN
ZETFA7

Optional Information

Notes
25 refs., 13 figs.