Issue
J. Phys. Colloques
Volume 49, Number C2, Juin 1988
Optical Bistability - IV
Page(s) C2-463 - C2-468
DOI https://doi.org/10.1051/jphyscol:19882110
Optical Bistability - IV

J. Phys. Colloques 49 (1988) C2-463-C2-468

DOI: 10.1051/jphyscol:19882110

TRANSVERSE ON-RESONANCE RESHAPING IN COHERENT PROBE AND PUMP SOLITONS ASYMPTOTIC EVOLUTION IN A THREE-LEVEL SYSTEM

F.P. MATTAR1, 2

1  Department of Physics, New York University, New York, NY 10003, U.S.A.
2  George R. Harrison Spectroscopy Laboratory, Massachusetts Institute of Technology, Cambridge, MA 02139, U.S.A.


Résumé
L'étude d'un transfert d'énergie en résonance entre une pompe et une sonde durant leur propagation dans un milieu à trois nivaux est rapportée. La longueur d'onde de la pompe est plus courte que celle de la sonde. Nous considérons une évolution asymptotique où l'effet de la nonlinearité du milieu est compensé par celui de la diffraction. Le formulisme semi-classique est adopté. Dans le but d'optimiser l'extraction bi-chromatique de l'énergie les vitesses de groupe sont égales pour garantir le recouvrement des deux impulsions. Le phénomène de la diffraction, donc des effets transverses, est essentiel pour l'évolution des deux solitons. Le soliton associé à la sonde apparaît tout d'abord suivi de celui associé à la pompe. Un diagramme de phase démontre le caractère à valeur multiple nonlinéaire de l'interaction.


Abstract
The coherent frequency conversion between on-resonance pump and probe beams is examined in the physical situation where the medium nonlinearity balances the linear diffraction for each transition. Without diffraction neither soliton can occur. The paraxial-Maxwell Bloch formalism is adopted. To achieve optimally the energy transfer the pulse velocities must be equal to maintain maximum overlap throughout the propagation. The sequential evolution of probe soliton then pump soliton is reported in conjunction with pump depletion diffraction rigorously accounted for. Phase diagram of the pump and probe areas exhibit multi-value features.