Investigación

 

Quasi-surfaces waves under drift and diffusion mechanism in nonlinear interfaces^†

 

E. Alvarado-Méndez^a,*, J.A. Andrade-Lucio^a, R. Rojas-Laguna^a, J.M. Estudillo-Ayala^a, J.G. Aviña-Cervantes^b, O.G. Ibarra-Manzano^a and V. Vysloukh^c

 

^a Facultad de Ingeniería Mecánica, Eléctrica y Electrónica; Depto. de Electrónica; Universidad de Guanajuato; Apartado Postal 215-A, Salamanca, GTO., 36730 México. * email: ealvarad@salamanca.ugto.mx.

^b LAASS/CNRS Laboratoire d'Analyse et d'Architecture des Systémes;, 7 Avenue du Colonel Roche, 31077, Tolouse, France.

^c Universidad de la Américas-Puebla, Dpto. de Física y Matemáticas, Sta. Catarina Mártir, Cholula, Puebla, 72820, México.

 

Recibido el 4 de septiembre de 2003.
Aceptado el 1 de marzo de 2004.

 

Abstract

We study numerically and theoretically the behaviour of one-dimensional bright spatial soliton in an interface formed by a nonlinear media under drift and diffusion nonlinearities, and a linear one in the second media. The mechanism of diffusion causes self-bending effect on the soliton, and in consequence it is launched to nonlinear interface; after that the soliton is reflected to nonlinear medium and self-bending by diffusion newly launched the soliton to the interface. In consequence, a quasi-surface wave is formed. We present details about the trajectory, coefficient of saturation and energy during the dynamics of the spatial soliton.

Keywords: Nonlinear waveguides; optical solitons; photorefractive surface waves.

 

Resumen

Estudiamos numérica y teóricamente el comportamiento de un solitón espacial brillante unidimensional en una interfase formada por un medio nolineal bajo las nolinealidades de arrastre y difusión, y el otro medio lineal. El mecanismo de difusión da lugar al efecto de auto-doblamiento sobre el solitón, que en consecuencia es lanzado hacia la interfase nolineal. Posteriormente el solitón es reflejado al medio nolineal y el auto-doblamiento por difusion nuevamente lanza al soliton hacia la interfase. En consecuencia, una onda cuasi-superficial es formada. Presentamos una discusión detallada acerca de la trayectoria, del coeficiente de saturación y de la energía durante la dinámica de el solitón espacial.

Descriptores: Guías de onda nolineales; solitones ópticos; ondas superficiales fotorrefractivas.

 

PACS: 42.65Wi; 42.65Tg; 42.65H

 

DESCARGAR ARTÍCULO EN FORMATO PDF

 

Acknowledgments

This work was supported by CONACyT, projects J32018-A, J35313-A, J35303-A, UG-E20391, and CONCyTEG-FONINV No. 5987. Support to the teacher's degree in Electric Engineering, in Instruments and Digital Systems.

 

References

† In memory of our friend Gustavo E. Torres-Cisneros.

1. J. Scheuer and M. Orenstein, Opt. Lett. 24 (1999) 1735.         [ Links ]

2. Yu. S. Kivshar, A.M. Kosevich, and O.A. Chubykalo, Phys. Rev. A 41 (1990) 1677.         [ Links ]

3. E. Alvarado-Méndez, G.E. Torres-Cisneros, M. Torrres-Cisneros, J.J. Sánchez-Mondragón, and V. Vysloukh, Opt. and Quant. Elect. 30 (1998) 687.         [ Links ]

4. B. Crosignani et al., J. Os. Opt. Soc. Am. B 10 (1993) 446.         [ Links ]

5. G. Duree et al., Phys. Rev. Lett. 74 (1995) 1978.         [ Links ]

6. M. D. Iturbe-Castillo, P. Márquez-Aguilar, J- Sánchez-Mondragón, S. Stepanov, and V. Vysloukh, Appl. Phys. Lett. 64 (1994) 408.         [ Links ]

7. D. Christodoulides and M. Carvalho, J. Opt. Soc. Am. B 12 (1995) 1628.         [ Links ]

8. Z. Chen et al., Opt. Lett. 21 (1996) 1821.         [ Links ]

9. Z. Chen, M. Seguev, T. Coskun, and D. Christodoulides, J. Opt. Soc. Am. B 14 (1997) 1407.         [ Links ]

10. A. Zozulya, D. Anderson, A. Mamaev, and M. Saffman, Phys. Rev. A 57 (1998) 522.         [ Links ]

11. S. Bian, J. Frejlich, and K. Ringhofer, Phys. Rev. Lett. 78 (1997) 4035.         [ Links ]

12. G. García-Quirino, M. D. Iturbe-Castillo, V. Vysloukh, and S. Stepanov, Opt. Lett. 22 (1997) 154.         [ Links ]

13. W. Krolikowski, B. Luther-Davies, C. Denz, and T. Tschudi, Opt. Lett. 23 (1998) 97.         [ Links ]

14. W. Krolikowski and S. Holmstrom, Opt. Lett. 22 (1997) 369.         [ Links ]

15. A. Mamaev, M. Saffman, and A. Zozulya, J. Opt. Soc. Am. B 15 (1998) 2079.         [ Links ]

16. J.A. Andrade-Lucio et al., Elect. Lett. 36 (2000) 1403.         [ Links ]

17. E. Ostrovskaya and Y. Kivshar, Opt. Lett. 23 (1998) 1268.         [ Links ]

18. W. Krolokowski, M. Saffman, B. Luther-Davies, and C. Denz, Phys. Rev. Lett. 80 (1998) 3240.         [ Links ]

19. I.V. Shadrivov and A. Zarov, J. Opt. Soc. Am. B 19 (2002) 596.         [ Links ]

20. A.B. Aceves, J.V. Moloney, and A.C. Newell, Phys. Rev. A I 39 (1989) 1809; Phys. Rev. A II 39 (1989) 1828.         [ Links ]

21. E. Alvarado-Méndez et al., Opt. Comm. 193 (2001) 267.         [ Links ]

22. H. Gilles, S. Girard, and J. Hamel, Opt. Lett. 27 (2002) 1421.         [ Links ]

23. D.N. Christodoulides and M.I. Carvalho, Opt. Lett. 19 (1994) 1714.         [ Links ]

24. M.I. Carvalho, S.R. Singh, and D.N. Christodoulides, Opt. Comm. 120 (1995) 311.         [ Links ]

25. M. Seguev, G.C. Valley, B. Crosigniani, P. Diporto, and A. Yariv, Phys. Rev. Lett. 73 (1994) 3211.         [ Links ]

26. D.N. Christodoulides and M.I. Carvalho, J. Opt. Soc. Am. B. 12 (1995) 1628.         [ Links ]

27. M.F. Shih, P. Leach, and M. Seguev, Opt. Lett. 21 (1996) 324.         [ Links ]

28. J. Petter, C. Weilnau, C. Denz, A. Stepken, and F. Kaiser, Opt. Comm. 170 (1999) 291.         [ Links ]

29. G.S. García-Quirino, J.J. Sánchez-Mondragón, and S. Stepanov, Phys. Rev. A 51 (1995) 1571.         [ Links ]

30. V. Aleshkevich, Y. Kartashov, and V. Vysloukh, Physical Rev. E 63 (2000) 016603.         [ Links ]

31. G.P. Agrawall, Nonlineal Fiber Optics, (academic Press, 1989) p. 44.         [ Links ]