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01.05.2019 | Ausgabe 5/2019

Optical and Quantum Electronics 5/2019

The numerical investigation of colliding optical solitons as an all-optical-gate using the method of Lines

Zeitschrift:
Optical and Quantum Electronics > Ausgabe 5/2019
Autoren:
Waldemar Spiller, Stefan F. Helfert, Jürgen Jahns
Wichtige Hinweise
This article is part of the Topical Collection on Optical Wave and Waveguide Theory and Numerical Modelling, OQTNM 2018.
Guest Edited by Stefan Helfert, Manfred Hammer, Dirk Schulz.

Publisher's Note

Springer Nature remains neutral with regard to jurisdictional claims in published maps and institutional affiliations.

Abstract

The bidirectional propagation and collision of counter-propagating optical solitons in a two-level resonant medium is analyzed. For sufficiently short duration of the pulses and sufficiently high power levels, self-induced transparency allows the pulses to propagate without losses at anomalously low velocities. Here, we use an extended semiclassical approach, called Maxwell–Bloch model. The quantization of the electromagnetic field is neglected, however, a full quantum mechanical formulation is used to describe the behavior of the matter. The numerical simulations are performed by using the method of lines. For improved accuracy, spline interpolation of the fields is introduced. Results are presented to demonstrate the use of soliton collision for all-optical switching, in particular, as OR- and XOR-gates.

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