EFFICIENT FOUR-WAVE PARAMETRIC AMPLIFICATION AND SPATIAL SOLITON GENERATION IN TRANSPARENT ISOTROPIC MEDIUM WITH KERR NONLINEARITY*
H. Valtna^a,b, A. Dubietis^a, G. Tamošauskas^a, P. Polesana^a,c, J. Galinis^a, D. Majus^a, G. Valiulis^a, D. Faccio^c, P. Di Trapani^a, and A. Piskarskas^a
aDepartment of Quantum Electronics, Vilnius University, Saulėtekio 9, LT-10222 Vilnius, Lithuania
E-mail: audrius.dubietis@ff.vu.lt
^bUniversity of Tartu, Institute of Physics, Riia 142, EE-51014 Tartu, Estonia
^cDipartimento di Fisica Università dell’Insubria, via Vallegio 11, IT-22100 Como, Italy

Received 19 June 2007; revised 5 October 2007; accepted 21 November 2007

We report on highly efficient four-wave optical parametric amplification transparent bulk Kerr medium (water) under high intensity elliptical beam pumping. Energy conversion from pump to parametric waves as high as 25% is obtained owing to the achievement of 1-dimensional spatial soliton regime in noncollinear phase matching configuration, and hence guaranteeing high intensity over a large interaction length, high beam quality, and excellent operational characteristics.

Keywords: self-focusing, solitons, optical parametric amplification, four-wave mixing

EFEKTYVUS KETURBANGIS PARAMETRINIS ŠVIESOS STIPRINIMAS IR ERDVINIŲ SOLITONŲ GENERACIJA SKAIDRIOJE IZOTROPINĖJE TERPĖJE SU KERR’O NETIESIŠKUMU
H. Valtna^a,b, A. Dubietis^a, G. Tamošauskas^a, P. Polesana^a,c, J. Galinis^a, D. Majus^a, G. Valiulis^a, D. Faccio^c, P. Di Trapani^a, A. Piskarskas^a
aVilniaus universiteto Fizikos fakultetas, Vilnius, Lietuva
^bTartu universitetas, Tartu, Estija
^cInsubrijos universitetas, Como, Italija

Pademonstruotas didelio efektyvumo keturbangis parametrinis šviesos stiprinimas skaidrioje izotropinėje terpėje su Kerro netiesiškumu (vandenyje), kaupinant eliptiniais šviesos pluoštais. Gautas energinis keitimas iš kaupinimo į parametrines bangas yra 25 %. Tokios sąveikos metu realizuotas vienmačių erdvinių solitonų režimas, įgalinęs užtikrinti nekolinearų fazinį sinchronizmą, didelį kaupinimo intensyvumą dideliame sąveikos ilgyje, o taip pat aukštas spinduliuotės laikines ir erdvines charakteristikas.