Skip to main content
Fachgebiete
Automobil + Motoren Bauwesen + Immobilien Business IT + Informatik Elektrotechnik + Elektronik Energie + Nachhaltigkeit Finance + Banking Management + Führung Marketing + Vertrieb Maschinenbau + Werkstoffe Versicherung + Risiko
DE
EN
Themenseiten
Organisationspsychologie Projektmanagement Marketing Smart Manufacturing
Bücher
Zeitschriften
Weitere Formate
Podcasts Webinare Technik Webinare Wirtschaft Kongresse Veranstaltungskalender Awards
Jetzt Einzelzugang starten
Zugang für Unternehmen
Referenzkunden
MTZ-Fachkongress

Antriebe und Energiesysteme von morgen


Austausch von Automobil- und Energiewirtschaft

Am 14./15. Mai geht es in Chemnitz um die Mobilitätswende durch Elektro- und Wasserstofffahrzeuge.
Erweiterte Suche
Anmelden
nach oben
Optical and Quantum Electronics
Erschienen in: Optical and Quantum Electronics 5/2024

01.05.2024

Green second-harmonic generation in a periodically poled planar GaN waveguide

verfasst von: M. Kolenda, D. Kezys, T. Grinys, A. Vaitkevičus, A. Kadys, I. Reklaitis, V. Vaičaitis, R. Petruškevičius, R. Tomašiūnas

Erschienen in: Optical and Quantum Electronics | Ausgabe 5/2024

Einloggen

Aktivieren Sie unsere intelligente Suche, um passende Fachinhalte oder Patente zu finden.

search-config
loading …

Abstract

We demonstrate a broadband second-harmonic generator for the green spectral range based on a periodical polarity GaN waveguide structure. We grew the structure with a periodicity of 4 \(\mu \)m using an MOCVD (metal-organic chemical vapor deposition) reactor. We tested the structure using femtosecond laser pulse pumping and obtained the second harmonic (\(\lambda _{SH}\)=512 nm) conversion efficiency 0.79\(\cdot \)10\(^{-7}\) %\(\cdot \)W\(^{-1}\) for the pump peak power of 440 kW inside the waveguide. Based on the theoretical modeling of the dispersion curves of the pump and the second harmonic, we found multiple crossings, including an extended crossing. We relate this fact to the experimentally measured broadened second harmonic spectrum.
Vorheriger Artikel Effects of fractional derivative on fiber optical solitons of (2 + 1) perturbed nonlinear Schrödinger equation using improved modified extended tanh-function method
Nächster Artikel Optical soliton solutions of stochastic the third-order nonlinear Schrödinger equation with multiplicative white noise via Itô calculus

Sie haben noch keine Lizenz? Dann Informieren Sie sich jetzt über unsere Produkte:

Springer Professional "Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 390 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Maschinenbau + Werkstoffe




 

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Springer Professional "Wirtschaft+Technik"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft+Technik" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 102.000 Bücher
  • über 537 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Automobil + Motoren
  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Elektrotechnik + Elektronik
  • Energie + Nachhaltigkeit
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Maschinenbau + Werkstoffe
  • Versicherung + Risiko

Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren

Springer Professional "Wirtschaft"

Online-Abonnement

Mit Springer Professional "Wirtschaft" erhalten Sie Zugriff auf:

  • über 67.000 Bücher
  • über 340 Zeitschriften

aus folgenden Fachgebieten:

  • Bauwesen + Immobilien
  • Business IT + Informatik
  • Finance + Banking
  • Management + Führung
  • Marketing + Vertrieb
  • Versicherung + Risiko




Jetzt Wissensvorsprung sichern!

Jetzt informieren
Anhänge
Nur mit Berechtigung zugänglich
Literatur
Blanc, D., Bouchoux, A.M., Plumereau, C., Cachard, A., Roux, J.F.: Phase-matched frequency doubling in an aluminum nitride waveguide with a tunable laser source. Appl. Phys. Lett. 66(6), 659–661 (1995)ADSCrossRef
Bowman, S.R., Brown, C.G., Taczak, B.: Optical dispersion and phase matching in gallium nitride and aluminum nitride. Opt. Mater. Expr. 8(4), 1091 (2018)ADSCrossRef
Cai, D., Guo, G.Y.: Tuning linear and nonlinear optical properties of wurtzite GaN by c-axial stress. J. Phys. D Appl. Phys. 42, 185107 (2009)ADSCrossRef
Chowdhury, A., Ng, H.M., Bhardway, M., Weimann, N.G.: Second-harmonic generation in periodically poled GaN. Appl. Phys. Lett. 83(6), 1077–1079 (2003)ADSCrossRef
Fang, B., Gao, S., Wang, Z., Zhu, S., Li, T.: Efficient second harmonic generation in silicon covered lithium niobate waveguides. Chin. Opt. Lett. 19(6), 060004 (2021)ADSCrossRef
Fedorova, K.A., Sokolovskii, G.S., Battle, P.R., Livshits, D.A., Rafailov, E.U.: Green-to-red tunable SHG of a quantum-dot laser in a PPKTP waveguide. Laser Phys. Lett. 9(11), 790–795 (2012)ADSCrossRef
Fedorova, K.A., Sokolovskii, G.S., Khomylev, M., Livshits, D.A., Rafailov, E.U.: Efficient yellow-green light generation at 561 nm by frequency-doubling of a QD-FBG laser diode in a PPLN waveguide. Opt. Lett. 39(23), 6672–6674 (2014)ADSCrossRef
Gromovyi, M., Brault, J., Courville, A., Rennesson, S., Semond, F., Feuillet, G., Baldi, P., Boucaud, P., Duboz, J.Y., Micheli, M.P.: Efficient second harmonic generation in low-loss planar GaN waveguides. Opt. Expr. 25, 23035–23044 (2017)ADSCrossRef
Guo, W., Xu, H., Chen, L., Yu, H., Jiang, J., Sheikhi, M., Li, L., Dai, Y., Cui, M., Sun, H., Ye, J.: Polarity control and fabrication of lateral polarity structures of III-nitride thin films and devices: progress and prospects. J. Phys. D Appl. Phys. 53, 483002 (2020)CrossRef
Hahn, D.H., Kiehne, G.T., Ketterson, J.B., Wong, G.K.L., Kung, P., Saxler, A., Razeghi, M.: Phase-matched optical second-harmonic generation in GaN and AlN slab waveguides. J. Appl. Phys. 85(5), 2497–2501 (1999)ADSCrossRef
Hite, J.K., Bassim, N.D., Twigg, M.E., Mastro, M.A., Kub, F.J., Eddy, C.R., Jr.: Development of periodically oriented gallium nitride for non-linear optics. J. Cryst. Growth 332, 43 (2011)ADSCrossRef
Hite, J.K., Twigg, M.E., Mastro, M.A., Freitas, J., Jr., Meyer, J., Vurgaftman, I., O’Connor, S., Condon, N., Kub, F.J., Bowman, S., Eddy, C.R., Jr.: Development of periodically oriented gallium nitride for non-linear optics. Opt. Mater. Expr. 2(9), 1203 (2012)ADSCrossRef
Hite, J.K., Zoll, R., Mastro, M.A., Eddy, C.R., Jr.: Role of growth parameters in equalizing simultaneous growth of N- and Ga-polar GaN by MOCVD. Phys. Status Solidi C 11(3–4), 458 (2014)ADSCrossRef
Hoffmann, M.P., Gerhold, M., Kirste, R., Rice, A., Akouala, C.R., Xie, J.Q., Mita, S., Collazo, R., Sitar, Z.: Fabrication and characterization of lateral polar GaN structures for second harmonic generation. SPIE Proc. 8631, 86311 (2013) https://​doi.​org/​10.​1117/​12.​2008827
Ishigame, Y., Suhara, T., Nishihara, H.: LiNbO\(_{3}\) waveguide second-harmonic-generation device phase matched with a fan-out domain-inverted grating. Opt. Lett. 16(6), 375 (1991)ADSCrossRef
Ishihara, H., Shimada, K., Umeda, S., Yokoyama, N., Honda, H., Kurose, K., Kawata, Y., Sugita, A., Inoue, Y., Uemukai, M., Tanikawa, T., Katayama, R., Nakano, T.: Fabrication and evaluation of rib-waveguide-type wavelength conversion devices using GaN-QPM crystals. Jpn. J. Appl. Phys. 61, 1020 (2022) https://​doi.​org/​10.​35848/​1347-4065/​ac727a
Kezys, D., Pyragaite, V., Stabinis, A., Butkus, R., Smilgevičius, V.: Influence of parametric diffractionon conversion efficiency in two-beam-pumped optical parametric amplifier. Opt. Commun. 324, 58–62 (2014)ADSCrossRef
Kogelnik, H., Shank, C.V.: Coupled-wave theory of distributed feedback lasers. J. Appl. Phys. 43, 2327–2335 (1972)ADSCrossRef
Kores, C.C., Canalias, C., Laurell, F.: Quasi-phase matching waveguides on lithium niobate and KTP for nonlinear frequency conversion: A comparison. APL Photon. 6, 091102 (2021)ADSCrossRef
Kuze, K., Osumi, N., Fujita, Y., Inoue, Y., Nakano, T.: Analysis of interface formation mechanism in GaN double-polarity selective-area growth by metalorganic vapor phase epitaxyn. Jpn. J. Appl. Phys. 55, 05–05 (2016)CrossRef
Lai, Y.Y., Hsu, S.C., Chang, H.S., Wu, Y.C.S., Chen, C.H., Chen, L.Y., Cheng, Y.J.: The study of wet etching on GaN surface by potassium hydroxide solution. Res. Chem. Intermed. 43, 3563–3572 (2017)CrossRef
Miller, R.C., Savage, A.: Temperature dependence of the optical properties of ferroelectric LiNbO\(_{3}\) and LiTaO\(_{3}\). Appl. Phys. Lett. 9, 169 (1966)ADSCrossRef
Petruškevičius, R., Kezys, D., Malinauskas, T., Kolenda, M., Tomašiūnas, R.: Quasi-phase-matching Method Based on Coupling Compensation for Second Harmonic Generation in GaN Waveguides. In: Proceedings of 21\(^{st}\) International Conference on Transparent Optical Networks (ICTON), IEEE, Fr.A5.2 (3 p.) (2019). ICTON2019, Angers, France. https://​doi.​org/​10.​1109/​ICTON.​2019.​8840244
Petruskevicius, R., Bellanca, G., Bassi, P.: Nonlinear PML boundary conditions for nonparaxial BPM in \(\chi ^{(2)}\) materials. IEEE Photon. Technol. Lett. 10(10), 1434–1436 (1998)ADSCrossRef
Rigler, M., Troha, T., Guo, W., Kirste, R., Bryan, I., Collazo, R., Sitar, Z., Zgonik, M.: Second-harmonic generation of blue light in GaN waveguides. Appl. Sci. 8, 1218 (2018)CrossRef
Stegeman, G.I., Seaton, C.T.: Nonlinear integrated optics. J. Appl. Phys. 58, 57 (1985)ADSCrossRef
Vaičaitis, V., Balachninaitė, O., Morgner, U., Babushkin, I.: Terahertz radiation generation by three-color laser pulses in air filament. J. Appl. Phys. 125, 173103 (2019)ADSCrossRef
Vanherzeele, H., Bierlein, J.D.: Magnitude of the nonlinear-optical coefficients of KTiOPO\(_{4}\). Opt. Lett. 17, 982 (1992)ADSCrossRef
Xu, H., Shi, Y.: Diffraction engineering for silicon waveguide grating antenna by harnessing bound state in the continuum. Nanophotonics 9(6), 1439–1446 (2020)CrossRef
Zhang, X.P., Hebling, J., Kuhl, J., Rühle, W.W., Giessen, H.: Efficient intracavity generation of visible pulses in a femtosecond near-infrared optical parametric oscillator. Opt. Lett. 26(24), 2005–2007 (2001)ADSCrossRef
Zywietz, T., Neugebauer, J., Scheffler, M.: Adatom diffusion at gan (0001) and (000–1) surfaces. Appl. Phys. Lett. 73, 487 (1998)ADSCrossRef
Metadaten
Titel
Green second-harmonic generation in a periodically poled planar GaN waveguide
verfasst von
M. Kolenda
D. Kezys
T. Grinys
A. Vaitkevičus
A. Kadys
I. Reklaitis
V. Vaičaitis
R. Petruškevičius
R. Tomašiūnas
Publikationsdatum
01.05.2024
Verlag
Springer US
Erschienen in
Optical and Quantum Electronics / Ausgabe 5/2024
Print ISSN: 0306-8919
Elektronische ISSN: 1572-817X
DOI
https://doi.org/10.1007/s11082-024-06506-4

Weitere Artikel der Ausgabe 5/2024

Optical and Quantum Electronics 5/2024 Zur Ausgabe

OriginalPaper

Dynamic study of qualitative analysis, traveling waves, solitons, bifurcation, quasiperiodic, and chaotic behavior of integrable kuralay equations

OriginalPaper

The coupling study between multi-channel laser diodes and multimode fiber in a fiber pump laser

OriginalPaper

Solitary wave solutions of the fractional Peyrard Bishop DNA model

OriginalPaper

Conservation laws, exact solutions and stability analysis for time-fractional extended quantum Zakharov–Kuznetsov equation

OriginalPaper

Evolution properties of Laguerre higher order cosh-Gaussian beam propagating through fractional Fourier transform optical system

OriginalPaper

Dynamical system approach and Expansion method for optical solitons in the complex nonlinear Fokas–Lenells model of optical fiber

Neuer Inhalt

    Bildnachweise