Abstract

The interaction between polychromatic fields and atoms is an important subject in quantum optics. Frequency locking for small frequency interval multi-field is usually required in some experiments. In this letter, we experimentally demonstrate a holistic scheme for bichromatic laser frequency stabilization. Compared with traditional saturation absorption methods and complicated frequency shift schemes, offset locking for bichromatic fields is simply achieved using polarization spectroscopy and Doppler effect. Frequency locking with a wide-range asymmetry of the detuning is also shown. Our scheme makes laser spectroscopy experiments with polychromatic fields more convenient.

© 2010 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. Y. Zhu, Q. Wu, A. Lezama, D. J. Gauthier, and T. W. Mossberg, Phys. Rev. A 41, 6574 (1990).
  2. H. Freedhoff and Z. Chen, Phys. Rev. A 41, 6013 (1990).
  3. Z. Ficek and H. S. Freedhoff, Phys. Rev. A 48, 3092(1993).
  4. A. D. Greentree, C. Wei, and N. B. Manson, Phys. Rev. A 59, 4083 (1999).
  5. J. Wang, Y. Zhu, K. J. Jiang, and M. S. Zhan, Phys. Rev. A 68, 063810 (2003).
  6. J. Zhang, J. Xu, G. Hernandez, X.-M. Hu, and Y. Zhu, Phys. Rev. A 75, 043810 (2007).
  7. M. D. Lukin and A. Imamoglu, Phys. Rev. Lett. 84, 1419 (2000).
  8. D. Petrosyan and G. Kurizki, Phys. Rev. A 65, 033833(2003).
  9. X.-X. Li, X.-M. Hu, W.-X. Shi, Q. Xu, H.-J. Guo, and J.-Y. Li, Chin. Phys. Lett. 23, 340 (2006).
  10. P. Li, T. Nakajima, and X.-J. Ning, Phys. Rev. A 74, 043408 (2006).
  11. H. Wanare, Phys. Rev. Lett. 96, 183601 (2006).
  12. W. Demtroeder, Laser Spectroscopy (Springer, Berlin, 2003).
  13. H. Yan, G. Yang, J. Wang, and M. Zhan, Chin. Opt. Lett. 6, 307 (2008).
  14. T. Meng, Y. Wu, Z. Ji, J. Wu, Y. Zhao, and S. Jia, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1182 (2010).
  15. A. Bruner, V. Mahal, I. Kiryuschev, A. Arie, M. A. Arbore, and M. M. Fejer, Appl. Opt. 37, 6410 (1998).
  16. C. Wieman and T. W. H�ansch, Phys. Rev. Lett. 36, 1170 (1976).
  17. J. B. Kim, H. J. Kong, and S. S. Lee, Appl. Phys. Lett. 52, 417 (1988).
  18. G. P. Pearman, C. S. Adams, S. G. Cox, P. E. Griffin, D. A. Smith, and I. G. Hughes, J. Phys. B 35, 5141 (2002).
  19. Y. Yoshikawa, T. Umeki, T. Mukae, Y. Torii, and T. Kuga, Appl. Opt. 42, 6645 (2003).
  20. A. Ratnapata, C. J. Vale, A. G. White, M. D. Harvey, N. R. Heckenberg, and H. Rubinsztein-Dunlop, Opt. Lett. 29, 2704 (2004).
  21. V. B. Tiwari, S. Singh, S. R. Mishra, H. S. Rawat, and S. C. Mehendale, Opt. Commun. 263, 249 (2006).
  22. G. P. T. Lancaster, R. S. Conroy, M. A. Clifford, J. Arlt, and K. Dholakia, Opt. Commun. 170, 79 (1999).
  23. H. D. Do, G. Moon, and H.-R. Noh, Phys. Rev. A 77, 032513 (2008).
  24. M. L. Harris, C. S. Adams, S. L. Cornish, I. C. Mcleod, E. Tarleton, and I. G. Hughes, Phys. Rev. A 73, 062509 (2006).
  25. H. Eklund, A. Roos, and S. T. Eng, Opt. Quantum Electron. 7, 73 (1975).

2010 (1)

T. Meng, Y. Wu, Z. Ji, J. Wu, Y. Zhao, and S. Jia, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1182 (2010).

2008 (2)

H. D. Do, G. Moon, and H.-R. Noh, Phys. Rev. A 77, 032513 (2008).

H. Yan, G. Yang, J. Wang, and M. Zhan, Chin. Opt. Lett. 6, 307 (2008).

2007 (1)

J. Zhang, J. Xu, G. Hernandez, X.-M. Hu, and Y. Zhu, Phys. Rev. A 75, 043810 (2007).

2006 (5)

X.-X. Li, X.-M. Hu, W.-X. Shi, Q. Xu, H.-J. Guo, and J.-Y. Li, Chin. Phys. Lett. 23, 340 (2006).

P. Li, T. Nakajima, and X.-J. Ning, Phys. Rev. A 74, 043408 (2006).

H. Wanare, Phys. Rev. Lett. 96, 183601 (2006).

V. B. Tiwari, S. Singh, S. R. Mishra, H. S. Rawat, and S. C. Mehendale, Opt. Commun. 263, 249 (2006).

M. L. Harris, C. S. Adams, S. L. Cornish, I. C. Mcleod, E. Tarleton, and I. G. Hughes, Phys. Rev. A 73, 062509 (2006).

2004 (1)

2003 (3)

Y. Yoshikawa, T. Umeki, T. Mukae, Y. Torii, and T. Kuga, Appl. Opt. 42, 6645 (2003).

J. Wang, Y. Zhu, K. J. Jiang, and M. S. Zhan, Phys. Rev. A 68, 063810 (2003).

D. Petrosyan and G. Kurizki, Phys. Rev. A 65, 033833(2003).

2002 (1)

G. P. Pearman, C. S. Adams, S. G. Cox, P. E. Griffin, D. A. Smith, and I. G. Hughes, J. Phys. B 35, 5141 (2002).

2000 (1)

M. D. Lukin and A. Imamoglu, Phys. Rev. Lett. 84, 1419 (2000).

1999 (2)

A. D. Greentree, C. Wei, and N. B. Manson, Phys. Rev. A 59, 4083 (1999).

G. P. T. Lancaster, R. S. Conroy, M. A. Clifford, J. Arlt, and K. Dholakia, Opt. Commun. 170, 79 (1999).

1998 (1)

1993 (1)

Z. Ficek and H. S. Freedhoff, Phys. Rev. A 48, 3092(1993).

1990 (2)

Y. Zhu, Q. Wu, A. Lezama, D. J. Gauthier, and T. W. Mossberg, Phys. Rev. A 41, 6574 (1990).

H. Freedhoff and Z. Chen, Phys. Rev. A 41, 6013 (1990).

1988 (1)

J. B. Kim, H. J. Kong, and S. S. Lee, Appl. Phys. Lett. 52, 417 (1988).

1976 (1)

C. Wieman and T. W. H�ansch, Phys. Rev. Lett. 36, 1170 (1976).

1975 (1)

H. Eklund, A. Roos, and S. T. Eng, Opt. Quantum Electron. 7, 73 (1975).

Adams, C. S.

M. L. Harris, C. S. Adams, S. L. Cornish, I. C. Mcleod, E. Tarleton, and I. G. Hughes, Phys. Rev. A 73, 062509 (2006).

G. P. Pearman, C. S. Adams, S. G. Cox, P. E. Griffin, D. A. Smith, and I. G. Hughes, J. Phys. B 35, 5141 (2002).

Arbore, M. A.

Arie, A.

Arlt, J.

G. P. T. Lancaster, R. S. Conroy, M. A. Clifford, J. Arlt, and K. Dholakia, Opt. Commun. 170, 79 (1999).

Bruner, A.

Chen, Z.

H. Freedhoff and Z. Chen, Phys. Rev. A 41, 6013 (1990).

Clifford, M. A.

G. P. T. Lancaster, R. S. Conroy, M. A. Clifford, J. Arlt, and K. Dholakia, Opt. Commun. 170, 79 (1999).

Conroy, R. S.

G. P. T. Lancaster, R. S. Conroy, M. A. Clifford, J. Arlt, and K. Dholakia, Opt. Commun. 170, 79 (1999).

Cornish, S. L.

M. L. Harris, C. S. Adams, S. L. Cornish, I. C. Mcleod, E. Tarleton, and I. G. Hughes, Phys. Rev. A 73, 062509 (2006).

Cox, S. G.

G. P. Pearman, C. S. Adams, S. G. Cox, P. E. Griffin, D. A. Smith, and I. G. Hughes, J. Phys. B 35, 5141 (2002).

Dholakia, K.

G. P. T. Lancaster, R. S. Conroy, M. A. Clifford, J. Arlt, and K. Dholakia, Opt. Commun. 170, 79 (1999).

Do, H. D.

H. D. Do, G. Moon, and H.-R. Noh, Phys. Rev. A 77, 032513 (2008).

Eklund, H.

H. Eklund, A. Roos, and S. T. Eng, Opt. Quantum Electron. 7, 73 (1975).

Eng, S. T.

H. Eklund, A. Roos, and S. T. Eng, Opt. Quantum Electron. 7, 73 (1975).

Fejer, M. M.

Ficek, Z.

Z. Ficek and H. S. Freedhoff, Phys. Rev. A 48, 3092(1993).

Freedhoff, H.

H. Freedhoff and Z. Chen, Phys. Rev. A 41, 6013 (1990).

Freedhoff, H. S.

Z. Ficek and H. S. Freedhoff, Phys. Rev. A 48, 3092(1993).

Gauthier, D. J.

Y. Zhu, Q. Wu, A. Lezama, D. J. Gauthier, and T. W. Mossberg, Phys. Rev. A 41, 6574 (1990).

Greentree, A. D.

A. D. Greentree, C. Wei, and N. B. Manson, Phys. Rev. A 59, 4083 (1999).

Griffin, P. E.

G. P. Pearman, C. S. Adams, S. G. Cox, P. E. Griffin, D. A. Smith, and I. G. Hughes, J. Phys. B 35, 5141 (2002).

Guo, H.-J.

X.-X. Li, X.-M. Hu, W.-X. Shi, Q. Xu, H.-J. Guo, and J.-Y. Li, Chin. Phys. Lett. 23, 340 (2006).

H?ansch, T. W.

C. Wieman and T. W. H�ansch, Phys. Rev. Lett. 36, 1170 (1976).

Harris, M. L.

M. L. Harris, C. S. Adams, S. L. Cornish, I. C. Mcleod, E. Tarleton, and I. G. Hughes, Phys. Rev. A 73, 062509 (2006).

Harvey, M. D.

Heckenberg, N. R.

Hernandez, G.

J. Zhang, J. Xu, G. Hernandez, X.-M. Hu, and Y. Zhu, Phys. Rev. A 75, 043810 (2007).

Hu, X.-M.

J. Zhang, J. Xu, G. Hernandez, X.-M. Hu, and Y. Zhu, Phys. Rev. A 75, 043810 (2007).

X.-X. Li, X.-M. Hu, W.-X. Shi, Q. Xu, H.-J. Guo, and J.-Y. Li, Chin. Phys. Lett. 23, 340 (2006).

Hughes, I. G.

M. L. Harris, C. S. Adams, S. L. Cornish, I. C. Mcleod, E. Tarleton, and I. G. Hughes, Phys. Rev. A 73, 062509 (2006).

G. P. Pearman, C. S. Adams, S. G. Cox, P. E. Griffin, D. A. Smith, and I. G. Hughes, J. Phys. B 35, 5141 (2002).

Imamoglu, A.

M. D. Lukin and A. Imamoglu, Phys. Rev. Lett. 84, 1419 (2000).

Ji, Z.

T. Meng, Y. Wu, Z. Ji, J. Wu, Y. Zhao, and S. Jia, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1182 (2010).

Jia, S.

T. Meng, Y. Wu, Z. Ji, J. Wu, Y. Zhao, and S. Jia, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1182 (2010).

Jiang, K. J.

J. Wang, Y. Zhu, K. J. Jiang, and M. S. Zhan, Phys. Rev. A 68, 063810 (2003).

Kim, J. B.

J. B. Kim, H. J. Kong, and S. S. Lee, Appl. Phys. Lett. 52, 417 (1988).

Kiryuschev, I.

Kong, H. J.

J. B. Kim, H. J. Kong, and S. S. Lee, Appl. Phys. Lett. 52, 417 (1988).

Kuga, T.

Kurizki, G.

D. Petrosyan and G. Kurizki, Phys. Rev. A 65, 033833(2003).

Lancaster, G. P. T.

G. P. T. Lancaster, R. S. Conroy, M. A. Clifford, J. Arlt, and K. Dholakia, Opt. Commun. 170, 79 (1999).

Lee, S. S.

J. B. Kim, H. J. Kong, and S. S. Lee, Appl. Phys. Lett. 52, 417 (1988).

Lezama, A.

Y. Zhu, Q. Wu, A. Lezama, D. J. Gauthier, and T. W. Mossberg, Phys. Rev. A 41, 6574 (1990).

Li, J.-Y.

X.-X. Li, X.-M. Hu, W.-X. Shi, Q. Xu, H.-J. Guo, and J.-Y. Li, Chin. Phys. Lett. 23, 340 (2006).

Li, P.

P. Li, T. Nakajima, and X.-J. Ning, Phys. Rev. A 74, 043408 (2006).

Li, X.-X.

X.-X. Li, X.-M. Hu, W.-X. Shi, Q. Xu, H.-J. Guo, and J.-Y. Li, Chin. Phys. Lett. 23, 340 (2006).

Lukin, M. D.

M. D. Lukin and A. Imamoglu, Phys. Rev. Lett. 84, 1419 (2000).

Mahal, V.

Manson, N. B.

A. D. Greentree, C. Wei, and N. B. Manson, Phys. Rev. A 59, 4083 (1999).

Mcleod, I. C.

M. L. Harris, C. S. Adams, S. L. Cornish, I. C. Mcleod, E. Tarleton, and I. G. Hughes, Phys. Rev. A 73, 062509 (2006).

Mehendale, S. C.

V. B. Tiwari, S. Singh, S. R. Mishra, H. S. Rawat, and S. C. Mehendale, Opt. Commun. 263, 249 (2006).

Meng, T.

T. Meng, Y. Wu, Z. Ji, J. Wu, Y. Zhao, and S. Jia, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1182 (2010).

Mishra, S. R.

V. B. Tiwari, S. Singh, S. R. Mishra, H. S. Rawat, and S. C. Mehendale, Opt. Commun. 263, 249 (2006).

Moon, G.

H. D. Do, G. Moon, and H.-R. Noh, Phys. Rev. A 77, 032513 (2008).

Mossberg, T. W.

Y. Zhu, Q. Wu, A. Lezama, D. J. Gauthier, and T. W. Mossberg, Phys. Rev. A 41, 6574 (1990).

Mukae, T.

Nakajima, T.

P. Li, T. Nakajima, and X.-J. Ning, Phys. Rev. A 74, 043408 (2006).

Ning, X.-J.

P. Li, T. Nakajima, and X.-J. Ning, Phys. Rev. A 74, 043408 (2006).

Noh, H.-R.

H. D. Do, G. Moon, and H.-R. Noh, Phys. Rev. A 77, 032513 (2008).

Pearman, G. P.

G. P. Pearman, C. S. Adams, S. G. Cox, P. E. Griffin, D. A. Smith, and I. G. Hughes, J. Phys. B 35, 5141 (2002).

Petrosyan, D.

D. Petrosyan and G. Kurizki, Phys. Rev. A 65, 033833(2003).

Ratnapata, A.

Rawat, H. S.

V. B. Tiwari, S. Singh, S. R. Mishra, H. S. Rawat, and S. C. Mehendale, Opt. Commun. 263, 249 (2006).

Roos, A.

H. Eklund, A. Roos, and S. T. Eng, Opt. Quantum Electron. 7, 73 (1975).

Rubinsztein-Dunlop, H.

Shi, W.-X.

X.-X. Li, X.-M. Hu, W.-X. Shi, Q. Xu, H.-J. Guo, and J.-Y. Li, Chin. Phys. Lett. 23, 340 (2006).

Singh, S.

V. B. Tiwari, S. Singh, S. R. Mishra, H. S. Rawat, and S. C. Mehendale, Opt. Commun. 263, 249 (2006).

Smith, D. A.

G. P. Pearman, C. S. Adams, S. G. Cox, P. E. Griffin, D. A. Smith, and I. G. Hughes, J. Phys. B 35, 5141 (2002).

Tarleton, E.

M. L. Harris, C. S. Adams, S. L. Cornish, I. C. Mcleod, E. Tarleton, and I. G. Hughes, Phys. Rev. A 73, 062509 (2006).

Tiwari, V. B.

V. B. Tiwari, S. Singh, S. R. Mishra, H. S. Rawat, and S. C. Mehendale, Opt. Commun. 263, 249 (2006).

Torii, Y.

Umeki, T.

Vale, C. J.

Wanare, H.

H. Wanare, Phys. Rev. Lett. 96, 183601 (2006).

Wang, J.

H. Yan, G. Yang, J. Wang, and M. Zhan, Chin. Opt. Lett. 6, 307 (2008).

J. Wang, Y. Zhu, K. J. Jiang, and M. S. Zhan, Phys. Rev. A 68, 063810 (2003).

Wei, C.

A. D. Greentree, C. Wei, and N. B. Manson, Phys. Rev. A 59, 4083 (1999).

White, A. G.

Wieman, C.

C. Wieman and T. W. H�ansch, Phys. Rev. Lett. 36, 1170 (1976).

Wu, J.

T. Meng, Y. Wu, Z. Ji, J. Wu, Y. Zhao, and S. Jia, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1182 (2010).

Wu, Q.

Y. Zhu, Q. Wu, A. Lezama, D. J. Gauthier, and T. W. Mossberg, Phys. Rev. A 41, 6574 (1990).

Wu, Y.

T. Meng, Y. Wu, Z. Ji, J. Wu, Y. Zhao, and S. Jia, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1182 (2010).

Xu, J.

J. Zhang, J. Xu, G. Hernandez, X.-M. Hu, and Y. Zhu, Phys. Rev. A 75, 043810 (2007).

Xu, Q.

X.-X. Li, X.-M. Hu, W.-X. Shi, Q. Xu, H.-J. Guo, and J.-Y. Li, Chin. Phys. Lett. 23, 340 (2006).

Yan, H.

Yang, G.

Yoshikawa, Y.

Zhan, M.

Zhan, M. S.

J. Wang, Y. Zhu, K. J. Jiang, and M. S. Zhan, Phys. Rev. A 68, 063810 (2003).

Zhang, J.

J. Zhang, J. Xu, G. Hernandez, X.-M. Hu, and Y. Zhu, Phys. Rev. A 75, 043810 (2007).

Zhao, Y.

T. Meng, Y. Wu, Z. Ji, J. Wu, Y. Zhao, and S. Jia, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1182 (2010).

Zhu, Y.

J. Zhang, J. Xu, G. Hernandez, X.-M. Hu, and Y. Zhu, Phys. Rev. A 75, 043810 (2007).

J. Wang, Y. Zhu, K. J. Jiang, and M. S. Zhan, Phys. Rev. A 68, 063810 (2003).

Y. Zhu, Q. Wu, A. Lezama, D. J. Gauthier, and T. W. Mossberg, Phys. Rev. A 41, 6574 (1990).

Appl. Opt. (2)

Appl. Phys. Lett. (1)

J. B. Kim, H. J. Kong, and S. S. Lee, Appl. Phys. Lett. 52, 417 (1988).

Chin. Opt. Lett. (1)

Chin. Phys. Lett. (1)

X.-X. Li, X.-M. Hu, W.-X. Shi, Q. Xu, H.-J. Guo, and J.-Y. Li, Chin. Phys. Lett. 23, 340 (2006).

Chinese J. Lasers (in Chinese) (1)

T. Meng, Y. Wu, Z. Ji, J. Wu, Y. Zhao, and S. Jia, Chinese J. Lasers (in Chinese) 37, 1182 (2010).

J. Phys. B (1)

G. P. Pearman, C. S. Adams, S. G. Cox, P. E. Griffin, D. A. Smith, and I. G. Hughes, J. Phys. B 35, 5141 (2002).

Opt. Commun. (2)

V. B. Tiwari, S. Singh, S. R. Mishra, H. S. Rawat, and S. C. Mehendale, Opt. Commun. 263, 249 (2006).

G. P. T. Lancaster, R. S. Conroy, M. A. Clifford, J. Arlt, and K. Dholakia, Opt. Commun. 170, 79 (1999).

Opt. Lett. (1)

Opt. Quantum Electron. (1)

H. Eklund, A. Roos, and S. T. Eng, Opt. Quantum Electron. 7, 73 (1975).

Phys. Rev. A (10)

D. Petrosyan and G. Kurizki, Phys. Rev. A 65, 033833(2003).

H. D. Do, G. Moon, and H.-R. Noh, Phys. Rev. A 77, 032513 (2008).

M. L. Harris, C. S. Adams, S. L. Cornish, I. C. Mcleod, E. Tarleton, and I. G. Hughes, Phys. Rev. A 73, 062509 (2006).

P. Li, T. Nakajima, and X.-J. Ning, Phys. Rev. A 74, 043408 (2006).

Y. Zhu, Q. Wu, A. Lezama, D. J. Gauthier, and T. W. Mossberg, Phys. Rev. A 41, 6574 (1990).

H. Freedhoff and Z. Chen, Phys. Rev. A 41, 6013 (1990).

Z. Ficek and H. S. Freedhoff, Phys. Rev. A 48, 3092(1993).

A. D. Greentree, C. Wei, and N. B. Manson, Phys. Rev. A 59, 4083 (1999).

J. Wang, Y. Zhu, K. J. Jiang, and M. S. Zhan, Phys. Rev. A 68, 063810 (2003).

J. Zhang, J. Xu, G. Hernandez, X.-M. Hu, and Y. Zhu, Phys. Rev. A 75, 043810 (2007).

Phys. Rev. Lett. (3)

M. D. Lukin and A. Imamoglu, Phys. Rev. Lett. 84, 1419 (2000).

H. Wanare, Phys. Rev. Lett. 96, 183601 (2006).

C. Wieman and T. W. H�ansch, Phys. Rev. Lett. 36, 1170 (1976).

Other (1)

W. Demtroeder, Laser Spectroscopy (Springer, Berlin, 2003).

Cited By

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