Publication detail

Nonreciprocal switching in nonlinear plasmonic couplers with loss and gain

PETRÁČEK, J.

Czech title

Nereciproké spínání v nelineárních plazmonických vazebních členech se ztrátami a ziskem

English title

Nonreciprocal switching in nonlinear plasmonic couplers with loss and gain

Type

journal article in Web of Science

Language

en

Original abstract

We theoretically investigate the effect of gain on switching characteristics of Kerr-nonlinear directional couplers with loss. As a model we use a coupler made of two hybrid dielectric-plasmonic slot waveguides. Introducing an asymmetric gain profile into an otherwise symmetric structure may significantly decrease the switching power and enable tuning of nonlinear characteristics. We describe evolution of the field into steady states and show that asymmetric states, which can only occur for asymmetric gain profiles, cause strongly nonreciprocal behavior of the structure.

Czech abstract

Teoreticky vyšetřujeme vliv zisku na spínací charakteristiky kerrovských nelineárních vazebních členů se ztrátami. Jako model používáme vazební člen tvořený dvěma hybridními dielektricko-plazmonickými štěrbinovými vlnovody. Zavedení nesymetrického profilu zisku do jinak symetrické struktury způsobuje významné snížení prahové hodnoty spínacího výkonu a umožňuje jemné ladění nelineárních charakteristik. Popisujeme prostorový vývoj pole a výsledné stacionární stavy. Ukazujeme, že nesymetrické stacionární stavy, které lze pozorovat pouze při nesymetrickém profilu zisku, způsobují silné nereciproké chování zkoumané struktury.

English abstract

We theoretically investigate the effect of gain on switching characteristics of Kerr-nonlinear directional couplers with loss. As a model we use a coupler made of two hybrid dielectric-plasmonic slot waveguides. Introducing an asymmetric gain profile into an otherwise symmetric structure may significantly decrease the switching power and enable tuning of nonlinear characteristics. We describe evolution of the field into steady states and show that asymmetric states, which can only occur for asymmetric gain profiles, cause strongly nonreciprocal behavior of the structure.

Keywords in English

plasmonics, integrated optics, all-optical switching, waveguides with loss and gain, coupled-mode theory, Kerr-nonlinearity

Released

01.09.2016

Publisher

Springer

ISSN

0306-8919

Volume

48

Number

9

Pages from–to

446-1–446-11

Pages count

11

BIBTEX


@article{BUT128025,
  author="Pavel {Koška} and Jiří {Petráček} and Pavel {Kwiecien} and Jaroslav {Luksch} and Ivan {Richter} and Jiří {Čtyroký},
  title="Nonreciprocal switching in nonlinear plasmonic couplers with loss and gain",
  year="2016",
  volume="48",
  number="9",
  month="September",
  pages="446-1--446-11",
  publisher="Springer",
  issn="0306-8919"
}