Abstract

It is demonstrated that the optogalvanic effect in a sodium hollow cathode discharge is a sensitive detector specific to the intracavity absorption of sodium atoms in a flame. In this feasibility study the variation of the optogalvanic signal vs the sodium concentration in the flame indicated a detection limit below 1 ng/ml. The sensitivity can be easily improved, and this technique is applicable to other atoms and Doppler-free intermodulation spectroscopic detection methods.

© 1981 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. N. C. Peterson, M. J. Kurylo, W. Braun, A. M. Bass, R. A. Keller, J. Opt. Soc. Am. 61, 746 (1971).
    [CrossRef]
  2. G. H. Atkinson, A. H. Laufer, M. J. Kurylo, J. Chem. Phys. 59, 350 (1973).
    [CrossRef]
  3. J. P. Reilly, J. H. Clark, C. B. Moore, G. C. Pimentel, J. Chem. Phys. 69, 4381 (1978).
    [CrossRef]
  4. V. M. Baev, T. P. Belikova, E. A. Sviridenkov, A. F. Suchkov, Sov. Phys. JETP 47, 21 (1978).
  5. F. Crescenzi, J. S. Shirk, Opt. Commun. 29, 311 (1979).
    [CrossRef]
  6. R. A. Keller, J. C. Travis, “Recent advances in analytical laser spectroscopy,” in Analytical Laser Spectroscopy, N. Omenetto, Ed. (Wiley, New York, 1979), pp. 493–538.
  7. W. T. Hill, R. A. Abreu, T. W. Hänsch, A. L. Schawlow, Opt. Commun. 32, 96 (1980).
    [CrossRef]
  8. R. A. Keller, J. D. Simmons, D. A. Jennings, J. Opt. Soc. Am. 63, 1552 (1973).
    [CrossRef]
  9. T. W. Hänsch, A. L. Schawlow, P. E. Toschek, IEEE J. Quantum Electron. QE-8, 802 (1972).
    [CrossRef]
  10. R. B. Green, R. A. Keller, G. G. Luther, P. K. Schenck, J. C. Travis, Appl. Phys. Lett. 29, 727 (1976).
    [CrossRef]
  11. W. B. Bridges, J. Opt. Soc. Am. 68, 352 (1978).
    [CrossRef]
  12. R. A. Keller, E. F. Zalewski, Appl. Opt., 19, 3301 (1980).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. S. J. Harris, J. Chem. Phys. 71, 4001 (1979).
    [CrossRef]
  14. J. E. Lawler, A. I. Ferguson, J. E. M. Goldsmith, D. J. Jackson, A. L. Schawlow, Phys. Rev. Lett. 42, 1046 (1979).
    [CrossRef]
  15. J. E. Lawler, A. Siegel, B. Couilland, T. W. Hansch, “A hollow cathode for Doppler-free spectroscopy,” J. Appl. Phys., to be published.
  16. M. B. Klein, C. V. Shank, A. Dienes, Opt. Commun. 7, 178 (1973).
    [CrossRef]
  17. J. R. Reilly, G. C. Pimentel, Appl. Opt. 15, 2372 (1976).
    [CrossRef] [PubMed]
  18. K. A. Truesdell, R. A. Keller, E. F. Zalewski, J. Chem. Phys. 73, 1117 (1980).
    [CrossRef]

1980 (3)

W. T. Hill, R. A. Abreu, T. W. Hänsch, A. L. Schawlow, Opt. Commun. 32, 96 (1980).
[CrossRef]

K. A. Truesdell, R. A. Keller, E. F. Zalewski, J. Chem. Phys. 73, 1117 (1980).
[CrossRef]

R. A. Keller, E. F. Zalewski, Appl. Opt., 19, 3301 (1980).
[CrossRef] [PubMed]

1979 (3)

S. J. Harris, J. Chem. Phys. 71, 4001 (1979).
[CrossRef]

J. E. Lawler, A. I. Ferguson, J. E. M. Goldsmith, D. J. Jackson, A. L. Schawlow, Phys. Rev. Lett. 42, 1046 (1979).
[CrossRef]

F. Crescenzi, J. S. Shirk, Opt. Commun. 29, 311 (1979).
[CrossRef]

1978 (3)

J. P. Reilly, J. H. Clark, C. B. Moore, G. C. Pimentel, J. Chem. Phys. 69, 4381 (1978).
[CrossRef]

V. M. Baev, T. P. Belikova, E. A. Sviridenkov, A. F. Suchkov, Sov. Phys. JETP 47, 21 (1978).

W. B. Bridges, J. Opt. Soc. Am. 68, 352 (1978).
[CrossRef]

1976 (2)

R. B. Green, R. A. Keller, G. G. Luther, P. K. Schenck, J. C. Travis, Appl. Phys. Lett. 29, 727 (1976).
[CrossRef]

J. R. Reilly, G. C. Pimentel, Appl. Opt. 15, 2372 (1976).
[CrossRef] [PubMed]

1973 (3)

R. A. Keller, J. D. Simmons, D. A. Jennings, J. Opt. Soc. Am. 63, 1552 (1973).
[CrossRef]

G. H. Atkinson, A. H. Laufer, M. J. Kurylo, J. Chem. Phys. 59, 350 (1973).
[CrossRef]

M. B. Klein, C. V. Shank, A. Dienes, Opt. Commun. 7, 178 (1973).
[CrossRef]

1972 (1)

T. W. Hänsch, A. L. Schawlow, P. E. Toschek, IEEE J. Quantum Electron. QE-8, 802 (1972).
[CrossRef]

1971 (1)

Abreu, R. A.

W. T. Hill, R. A. Abreu, T. W. Hänsch, A. L. Schawlow, Opt. Commun. 32, 96 (1980).
[CrossRef]

Atkinson, G. H.

G. H. Atkinson, A. H. Laufer, M. J. Kurylo, J. Chem. Phys. 59, 350 (1973).
[CrossRef]

Baev, V. M.

V. M. Baev, T. P. Belikova, E. A. Sviridenkov, A. F. Suchkov, Sov. Phys. JETP 47, 21 (1978).

Bass, A. M.

Belikova, T. P.

V. M. Baev, T. P. Belikova, E. A. Sviridenkov, A. F. Suchkov, Sov. Phys. JETP 47, 21 (1978).

Braun, W.

Bridges, W. B.

Clark, J. H.

J. P. Reilly, J. H. Clark, C. B. Moore, G. C. Pimentel, J. Chem. Phys. 69, 4381 (1978).
[CrossRef]

Couilland, B.

J. E. Lawler, A. Siegel, B. Couilland, T. W. Hansch, “A hollow cathode for Doppler-free spectroscopy,” J. Appl. Phys., to be published.

Crescenzi, F.

F. Crescenzi, J. S. Shirk, Opt. Commun. 29, 311 (1979).
[CrossRef]

Dienes, A.

M. B. Klein, C. V. Shank, A. Dienes, Opt. Commun. 7, 178 (1973).
[CrossRef]

Ferguson, A. I.

J. E. Lawler, A. I. Ferguson, J. E. M. Goldsmith, D. J. Jackson, A. L. Schawlow, Phys. Rev. Lett. 42, 1046 (1979).
[CrossRef]

Goldsmith, J. E. M.

J. E. Lawler, A. I. Ferguson, J. E. M. Goldsmith, D. J. Jackson, A. L. Schawlow, Phys. Rev. Lett. 42, 1046 (1979).
[CrossRef]

Green, R. B.

R. B. Green, R. A. Keller, G. G. Luther, P. K. Schenck, J. C. Travis, Appl. Phys. Lett. 29, 727 (1976).
[CrossRef]

Hansch, T. W.

J. E. Lawler, A. Siegel, B. Couilland, T. W. Hansch, “A hollow cathode for Doppler-free spectroscopy,” J. Appl. Phys., to be published.

Hänsch, T. W.

W. T. Hill, R. A. Abreu, T. W. Hänsch, A. L. Schawlow, Opt. Commun. 32, 96 (1980).
[CrossRef]

T. W. Hänsch, A. L. Schawlow, P. E. Toschek, IEEE J. Quantum Electron. QE-8, 802 (1972).
[CrossRef]

Harris, S. J.

S. J. Harris, J. Chem. Phys. 71, 4001 (1979).
[CrossRef]

Hill, W. T.

W. T. Hill, R. A. Abreu, T. W. Hänsch, A. L. Schawlow, Opt. Commun. 32, 96 (1980).
[CrossRef]

Jackson, D. J.

J. E. Lawler, A. I. Ferguson, J. E. M. Goldsmith, D. J. Jackson, A. L. Schawlow, Phys. Rev. Lett. 42, 1046 (1979).
[CrossRef]

Jennings, D. A.

Keller, R. A.

K. A. Truesdell, R. A. Keller, E. F. Zalewski, J. Chem. Phys. 73, 1117 (1980).
[CrossRef]

R. A. Keller, E. F. Zalewski, Appl. Opt., 19, 3301 (1980).
[CrossRef] [PubMed]

R. B. Green, R. A. Keller, G. G. Luther, P. K. Schenck, J. C. Travis, Appl. Phys. Lett. 29, 727 (1976).
[CrossRef]

R. A. Keller, J. D. Simmons, D. A. Jennings, J. Opt. Soc. Am. 63, 1552 (1973).
[CrossRef]

N. C. Peterson, M. J. Kurylo, W. Braun, A. M. Bass, R. A. Keller, J. Opt. Soc. Am. 61, 746 (1971).
[CrossRef]

R. A. Keller, J. C. Travis, “Recent advances in analytical laser spectroscopy,” in Analytical Laser Spectroscopy, N. Omenetto, Ed. (Wiley, New York, 1979), pp. 493–538.

Klein, M. B.

M. B. Klein, C. V. Shank, A. Dienes, Opt. Commun. 7, 178 (1973).
[CrossRef]

Kurylo, M. J.

Laufer, A. H.

G. H. Atkinson, A. H. Laufer, M. J. Kurylo, J. Chem. Phys. 59, 350 (1973).
[CrossRef]

Lawler, J. E.

J. E. Lawler, A. I. Ferguson, J. E. M. Goldsmith, D. J. Jackson, A. L. Schawlow, Phys. Rev. Lett. 42, 1046 (1979).
[CrossRef]

J. E. Lawler, A. Siegel, B. Couilland, T. W. Hansch, “A hollow cathode for Doppler-free spectroscopy,” J. Appl. Phys., to be published.

Luther, G. G.

R. B. Green, R. A. Keller, G. G. Luther, P. K. Schenck, J. C. Travis, Appl. Phys. Lett. 29, 727 (1976).
[CrossRef]

Moore, C. B.

J. P. Reilly, J. H. Clark, C. B. Moore, G. C. Pimentel, J. Chem. Phys. 69, 4381 (1978).
[CrossRef]

Peterson, N. C.

Pimentel, G. C.

J. P. Reilly, J. H. Clark, C. B. Moore, G. C. Pimentel, J. Chem. Phys. 69, 4381 (1978).
[CrossRef]

J. R. Reilly, G. C. Pimentel, Appl. Opt. 15, 2372 (1976).
[CrossRef] [PubMed]

Reilly, J. P.

J. P. Reilly, J. H. Clark, C. B. Moore, G. C. Pimentel, J. Chem. Phys. 69, 4381 (1978).
[CrossRef]

Reilly, J. R.

Schawlow, A. L.

W. T. Hill, R. A. Abreu, T. W. Hänsch, A. L. Schawlow, Opt. Commun. 32, 96 (1980).
[CrossRef]

J. E. Lawler, A. I. Ferguson, J. E. M. Goldsmith, D. J. Jackson, A. L. Schawlow, Phys. Rev. Lett. 42, 1046 (1979).
[CrossRef]

T. W. Hänsch, A. L. Schawlow, P. E. Toschek, IEEE J. Quantum Electron. QE-8, 802 (1972).
[CrossRef]

Schenck, P. K.

R. B. Green, R. A. Keller, G. G. Luther, P. K. Schenck, J. C. Travis, Appl. Phys. Lett. 29, 727 (1976).
[CrossRef]

Shank, C. V.

M. B. Klein, C. V. Shank, A. Dienes, Opt. Commun. 7, 178 (1973).
[CrossRef]

Shirk, J. S.

F. Crescenzi, J. S. Shirk, Opt. Commun. 29, 311 (1979).
[CrossRef]

Siegel, A.

J. E. Lawler, A. Siegel, B. Couilland, T. W. Hansch, “A hollow cathode for Doppler-free spectroscopy,” J. Appl. Phys., to be published.

Simmons, J. D.

Suchkov, A. F.

V. M. Baev, T. P. Belikova, E. A. Sviridenkov, A. F. Suchkov, Sov. Phys. JETP 47, 21 (1978).

Sviridenkov, E. A.

V. M. Baev, T. P. Belikova, E. A. Sviridenkov, A. F. Suchkov, Sov. Phys. JETP 47, 21 (1978).

Toschek, P. E.

T. W. Hänsch, A. L. Schawlow, P. E. Toschek, IEEE J. Quantum Electron. QE-8, 802 (1972).
[CrossRef]

Travis, J. C.

R. B. Green, R. A. Keller, G. G. Luther, P. K. Schenck, J. C. Travis, Appl. Phys. Lett. 29, 727 (1976).
[CrossRef]

R. A. Keller, J. C. Travis, “Recent advances in analytical laser spectroscopy,” in Analytical Laser Spectroscopy, N. Omenetto, Ed. (Wiley, New York, 1979), pp. 493–538.

Truesdell, K. A.

K. A. Truesdell, R. A. Keller, E. F. Zalewski, J. Chem. Phys. 73, 1117 (1980).
[CrossRef]

Zalewski, E. F.

K. A. Truesdell, R. A. Keller, E. F. Zalewski, J. Chem. Phys. 73, 1117 (1980).
[CrossRef]

R. A. Keller, E. F. Zalewski, Appl. Opt., 19, 3301 (1980).
[CrossRef] [PubMed]

Appl. Opt. (2)

Appl. Phys. Lett. (1)

R. B. Green, R. A. Keller, G. G. Luther, P. K. Schenck, J. C. Travis, Appl. Phys. Lett. 29, 727 (1976).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

T. W. Hänsch, A. L. Schawlow, P. E. Toschek, IEEE J. Quantum Electron. QE-8, 802 (1972).
[CrossRef]

J. Chem. Phys. (4)

K. A. Truesdell, R. A. Keller, E. F. Zalewski, J. Chem. Phys. 73, 1117 (1980).
[CrossRef]

S. J. Harris, J. Chem. Phys. 71, 4001 (1979).
[CrossRef]

G. H. Atkinson, A. H. Laufer, M. J. Kurylo, J. Chem. Phys. 59, 350 (1973).
[CrossRef]

J. P. Reilly, J. H. Clark, C. B. Moore, G. C. Pimentel, J. Chem. Phys. 69, 4381 (1978).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. (3)

Opt. Commun. (3)

M. B. Klein, C. V. Shank, A. Dienes, Opt. Commun. 7, 178 (1973).
[CrossRef]

W. T. Hill, R. A. Abreu, T. W. Hänsch, A. L. Schawlow, Opt. Commun. 32, 96 (1980).
[CrossRef]

F. Crescenzi, J. S. Shirk, Opt. Commun. 29, 311 (1979).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (1)

J. E. Lawler, A. I. Ferguson, J. E. M. Goldsmith, D. J. Jackson, A. L. Schawlow, Phys. Rev. Lett. 42, 1046 (1979).
[CrossRef]

Sov. Phys. JETP (1)

V. M. Baev, T. P. Belikova, E. A. Sviridenkov, A. F. Suchkov, Sov. Phys. JETP 47, 21 (1978).

Other (2)

R. A. Keller, J. C. Travis, “Recent advances in analytical laser spectroscopy,” in Analytical Laser Spectroscopy, N. Omenetto, Ed. (Wiley, New York, 1979), pp. 493–538.

J. E. Lawler, A. Siegel, B. Couilland, T. W. Hansch, “A hollow cathode for Doppler-free spectroscopy,” J. Appl. Phys., to be published.

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.

Alert me when this article is cited.


Figures (5)

Fig. 1
Fig. 1

Experimental apparatus.

Fig. 2
Fig. 2

Optogalvanic detection of the intracavity absorption of sodium atoms in a flame.

Fig. 3
Fig. 3

Dye laser emission spectra for 10-ng/ml Na solution (upper) and pure water (lower) aspirated into the flame showing the effect of intracavity absorption at 589.0 nm.

Fig. 4
Fig. 4

Optogalvanic detection of the extracavity absorption of sodium in a flame.

Fig. 5
Fig. 5

Comparison of the optogalvanic detection of the intracavity (curve A) and the extracavity (curve B) absorption of sodium in a flame.

Metrics