Abstract

A system is described for the absolute frequency measurement of a laser source at 445 THz probing a narrow resonance of a trapped single ion of strontium. The 474-THz frequency from a laser referenced to an iodine-stabilized helium–neon laser and a known 29-THz frequency from a saturation-stabilized carbon dioxide laser are mixed in an AgGaS2 nonlinear crystal to synthesize the 445–THz radiation. A preliminary measurement of the 88Sr+ 5s2S1/2 −4d 2 D5/2 center frequency yielded a frequency of 444 779 044.14 ± 0.39 MHz (1σ).

© 1996 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R. Blattin Atomic Physics 14, D. J. Wineland, C. E. Wieman, S. J. Smith, eds. (American Institute of Physics, New York, 1995), p. 219, and references therein.
  2. D. J. Wineland, J. C. Bergquist, J. J. Bollinger, W. M. Itano, D. J. Heinzen, S. L. Gilbert, C. H. Manney, M. G. RaizenIEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 37, 515 (1990).
    [Crossref] [PubMed]
  3. X. Zhao, N. Yu, H. Dehmelt, W. NagourneyPhys. Rev. A 51, 4483 (1995).
    [Crossref] [PubMed]
  4. K. J. Siemsen, A. A. Madej, B. G. WhitfordIEEE J. Quantum Electron 31, 1764 (1995).
    [Crossref]
  5. A. A. Madej, J. D. SankeyOpt. Lett. 15, 634 (1990).
    [Crossref] [PubMed]
  6. D. MorrisIEEE Trans. Instrum. Meas. 40, 178 (1991).
    [Crossref]
  7. G. P. Barwood, C. S. Edwards, P. Gill, H. A. Klein, W. R. C. RowleyOpt. Lett. 18, 732 (1993).
    [Crossref] [PubMed]
  8. U. Simon, S. Waltman, I. Loa, F. K. Tittel, L. HollbergJ. Opt. Soc. Am. B 12, 323 (1995), and references therein.
    [Crossref]
  9. C. Freed, R. G. O’DonnellMetrologia 13, 151 (1977).
    [Crossref]
  10. A. G. Maki, C. C. Chou, K. M. Evenson, L. R. Zink, J. T. ShyJ. Mol. Spectrosc. 167, 211 (1994).
    [Crossref]
  11. B. G. WhitfordMetrologia 30, 145 (1993).
    [Crossref]
  12. O. Acef, J. J. Zondy, M. Abed, D. G. Rovera, A. H. Gerard, A. Clairon, Ph. Laurent, Y. Millerioux, P. JuncarOpt. Commun. 97, 29 (1993).
    [Crossref]
  13. T. J. QuinnMetrologia 30, 523 (1994).
    [Crossref]
  14. D. Schnier, A. A. MadejOpt. Commun. 105, 388 (1994).
    [Crossref]
  15. A. A. Madej, J. D. SankeyPhys. Rev. A 41, 2621 (1990).
    [Crossref] [PubMed]
  16. A. A. Madej, W. E. Berger, G. R. Hanes, M. S. O’SullivanOpt. Commun. 73, 147 (1989).
    [Crossref]
  17. G. P. Barwood, C. S. Edwards, P. Gill, G. Huang, H. A. Klein, W. R. C. RowleyIEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 117 (1995).
    [Crossref]
  18. Ch. Salomon, D. Hils, J. L. HallJ. Opt. Soc. Am. B 5, 1576 (1988).
    [Crossref]

1995 (4)

X. Zhao, N. Yu, H. Dehmelt, W. NagourneyPhys. Rev. A 51, 4483 (1995).
[Crossref] [PubMed]

K. J. Siemsen, A. A. Madej, B. G. WhitfordIEEE J. Quantum Electron 31, 1764 (1995).
[Crossref]

U. Simon, S. Waltman, I. Loa, F. K. Tittel, L. HollbergJ. Opt. Soc. Am. B 12, 323 (1995), and references therein.
[Crossref]

G. P. Barwood, C. S. Edwards, P. Gill, G. Huang, H. A. Klein, W. R. C. RowleyIEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 117 (1995).
[Crossref]

1994 (3)

T. J. QuinnMetrologia 30, 523 (1994).
[Crossref]

D. Schnier, A. A. MadejOpt. Commun. 105, 388 (1994).
[Crossref]

A. G. Maki, C. C. Chou, K. M. Evenson, L. R. Zink, J. T. ShyJ. Mol. Spectrosc. 167, 211 (1994).
[Crossref]

1993 (3)

B. G. WhitfordMetrologia 30, 145 (1993).
[Crossref]

O. Acef, J. J. Zondy, M. Abed, D. G. Rovera, A. H. Gerard, A. Clairon, Ph. Laurent, Y. Millerioux, P. JuncarOpt. Commun. 97, 29 (1993).
[Crossref]

G. P. Barwood, C. S. Edwards, P. Gill, H. A. Klein, W. R. C. RowleyOpt. Lett. 18, 732 (1993).
[Crossref] [PubMed]

1991 (1)

D. MorrisIEEE Trans. Instrum. Meas. 40, 178 (1991).
[Crossref]

1990 (3)

D. J. Wineland, J. C. Bergquist, J. J. Bollinger, W. M. Itano, D. J. Heinzen, S. L. Gilbert, C. H. Manney, M. G. RaizenIEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 37, 515 (1990).
[Crossref] [PubMed]

A. A. Madej, J. D. SankeyOpt. Lett. 15, 634 (1990).
[Crossref] [PubMed]

A. A. Madej, J. D. SankeyPhys. Rev. A 41, 2621 (1990).
[Crossref] [PubMed]

1989 (1)

A. A. Madej, W. E. Berger, G. R. Hanes, M. S. O’SullivanOpt. Commun. 73, 147 (1989).
[Crossref]

1988 (1)

1977 (1)

C. Freed, R. G. O’DonnellMetrologia 13, 151 (1977).
[Crossref]

Abed, M.

O. Acef, J. J. Zondy, M. Abed, D. G. Rovera, A. H. Gerard, A. Clairon, Ph. Laurent, Y. Millerioux, P. JuncarOpt. Commun. 97, 29 (1993).
[Crossref]

Acef, O.

O. Acef, J. J. Zondy, M. Abed, D. G. Rovera, A. H. Gerard, A. Clairon, Ph. Laurent, Y. Millerioux, P. JuncarOpt. Commun. 97, 29 (1993).
[Crossref]

Barwood, G. P.

G. P. Barwood, C. S. Edwards, P. Gill, G. Huang, H. A. Klein, W. R. C. RowleyIEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 117 (1995).
[Crossref]

G. P. Barwood, C. S. Edwards, P. Gill, H. A. Klein, W. R. C. RowleyOpt. Lett. 18, 732 (1993).
[Crossref] [PubMed]

Berger, W. E.

A. A. Madej, W. E. Berger, G. R. Hanes, M. S. O’SullivanOpt. Commun. 73, 147 (1989).
[Crossref]

Bergquist, J. C.

D. J. Wineland, J. C. Bergquist, J. J. Bollinger, W. M. Itano, D. J. Heinzen, S. L. Gilbert, C. H. Manney, M. G. RaizenIEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 37, 515 (1990).
[Crossref] [PubMed]

Blatt, R.

R. Blattin Atomic Physics 14, D. J. Wineland, C. E. Wieman, S. J. Smith, eds. (American Institute of Physics, New York, 1995), p. 219, and references therein.

Bollinger, J. J.

D. J. Wineland, J. C. Bergquist, J. J. Bollinger, W. M. Itano, D. J. Heinzen, S. L. Gilbert, C. H. Manney, M. G. RaizenIEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 37, 515 (1990).
[Crossref] [PubMed]

Chou, C. C.

A. G. Maki, C. C. Chou, K. M. Evenson, L. R. Zink, J. T. ShyJ. Mol. Spectrosc. 167, 211 (1994).
[Crossref]

Clairon, A.

O. Acef, J. J. Zondy, M. Abed, D. G. Rovera, A. H. Gerard, A. Clairon, Ph. Laurent, Y. Millerioux, P. JuncarOpt. Commun. 97, 29 (1993).
[Crossref]

Dehmelt, H.

X. Zhao, N. Yu, H. Dehmelt, W. NagourneyPhys. Rev. A 51, 4483 (1995).
[Crossref] [PubMed]

Edwards, C. S.

G. P. Barwood, C. S. Edwards, P. Gill, G. Huang, H. A. Klein, W. R. C. RowleyIEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 117 (1995).
[Crossref]

G. P. Barwood, C. S. Edwards, P. Gill, H. A. Klein, W. R. C. RowleyOpt. Lett. 18, 732 (1993).
[Crossref] [PubMed]

Evenson, K. M.

A. G. Maki, C. C. Chou, K. M. Evenson, L. R. Zink, J. T. ShyJ. Mol. Spectrosc. 167, 211 (1994).
[Crossref]

Freed, C.

C. Freed, R. G. O’DonnellMetrologia 13, 151 (1977).
[Crossref]

Gerard, A. H.

O. Acef, J. J. Zondy, M. Abed, D. G. Rovera, A. H. Gerard, A. Clairon, Ph. Laurent, Y. Millerioux, P. JuncarOpt. Commun. 97, 29 (1993).
[Crossref]

Gilbert, S. L.

D. J. Wineland, J. C. Bergquist, J. J. Bollinger, W. M. Itano, D. J. Heinzen, S. L. Gilbert, C. H. Manney, M. G. RaizenIEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 37, 515 (1990).
[Crossref] [PubMed]

Gill, P.

G. P. Barwood, C. S. Edwards, P. Gill, G. Huang, H. A. Klein, W. R. C. RowleyIEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 117 (1995).
[Crossref]

G. P. Barwood, C. S. Edwards, P. Gill, H. A. Klein, W. R. C. RowleyOpt. Lett. 18, 732 (1993).
[Crossref] [PubMed]

Hall, J. L.

Hanes, G. R.

A. A. Madej, W. E. Berger, G. R. Hanes, M. S. O’SullivanOpt. Commun. 73, 147 (1989).
[Crossref]

Heinzen, D. J.

D. J. Wineland, J. C. Bergquist, J. J. Bollinger, W. M. Itano, D. J. Heinzen, S. L. Gilbert, C. H. Manney, M. G. RaizenIEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 37, 515 (1990).
[Crossref] [PubMed]

Hils, D.

Hollberg, L.

Huang, G.

G. P. Barwood, C. S. Edwards, P. Gill, G. Huang, H. A. Klein, W. R. C. RowleyIEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 117 (1995).
[Crossref]

Itano, W. M.

D. J. Wineland, J. C. Bergquist, J. J. Bollinger, W. M. Itano, D. J. Heinzen, S. L. Gilbert, C. H. Manney, M. G. RaizenIEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 37, 515 (1990).
[Crossref] [PubMed]

Juncar, P.

O. Acef, J. J. Zondy, M. Abed, D. G. Rovera, A. H. Gerard, A. Clairon, Ph. Laurent, Y. Millerioux, P. JuncarOpt. Commun. 97, 29 (1993).
[Crossref]

Klein, H. A.

G. P. Barwood, C. S. Edwards, P. Gill, G. Huang, H. A. Klein, W. R. C. RowleyIEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 117 (1995).
[Crossref]

G. P. Barwood, C. S. Edwards, P. Gill, H. A. Klein, W. R. C. RowleyOpt. Lett. 18, 732 (1993).
[Crossref] [PubMed]

Laurent, Ph.

O. Acef, J. J. Zondy, M. Abed, D. G. Rovera, A. H. Gerard, A. Clairon, Ph. Laurent, Y. Millerioux, P. JuncarOpt. Commun. 97, 29 (1993).
[Crossref]

Loa, I.

Madej, A. A.

K. J. Siemsen, A. A. Madej, B. G. WhitfordIEEE J. Quantum Electron 31, 1764 (1995).
[Crossref]

D. Schnier, A. A. MadejOpt. Commun. 105, 388 (1994).
[Crossref]

A. A. Madej, J. D. SankeyPhys. Rev. A 41, 2621 (1990).
[Crossref] [PubMed]

A. A. Madej, J. D. SankeyOpt. Lett. 15, 634 (1990).
[Crossref] [PubMed]

A. A. Madej, W. E. Berger, G. R. Hanes, M. S. O’SullivanOpt. Commun. 73, 147 (1989).
[Crossref]

Maki, A. G.

A. G. Maki, C. C. Chou, K. M. Evenson, L. R. Zink, J. T. ShyJ. Mol. Spectrosc. 167, 211 (1994).
[Crossref]

Manney, C. H.

D. J. Wineland, J. C. Bergquist, J. J. Bollinger, W. M. Itano, D. J. Heinzen, S. L. Gilbert, C. H. Manney, M. G. RaizenIEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 37, 515 (1990).
[Crossref] [PubMed]

Millerioux, Y.

O. Acef, J. J. Zondy, M. Abed, D. G. Rovera, A. H. Gerard, A. Clairon, Ph. Laurent, Y. Millerioux, P. JuncarOpt. Commun. 97, 29 (1993).
[Crossref]

Morris, D.

D. MorrisIEEE Trans. Instrum. Meas. 40, 178 (1991).
[Crossref]

Nagourney, W.

X. Zhao, N. Yu, H. Dehmelt, W. NagourneyPhys. Rev. A 51, 4483 (1995).
[Crossref] [PubMed]

O’Donnell, R. G.

C. Freed, R. G. O’DonnellMetrologia 13, 151 (1977).
[Crossref]

O’Sullivan, M. S.

A. A. Madej, W. E. Berger, G. R. Hanes, M. S. O’SullivanOpt. Commun. 73, 147 (1989).
[Crossref]

Quinn, T. J.

T. J. QuinnMetrologia 30, 523 (1994).
[Crossref]

Raizen, M. G.

D. J. Wineland, J. C. Bergquist, J. J. Bollinger, W. M. Itano, D. J. Heinzen, S. L. Gilbert, C. H. Manney, M. G. RaizenIEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 37, 515 (1990).
[Crossref] [PubMed]

Rovera, D. G.

O. Acef, J. J. Zondy, M. Abed, D. G. Rovera, A. H. Gerard, A. Clairon, Ph. Laurent, Y. Millerioux, P. JuncarOpt. Commun. 97, 29 (1993).
[Crossref]

Rowley, W. R. C.

G. P. Barwood, C. S. Edwards, P. Gill, G. Huang, H. A. Klein, W. R. C. RowleyIEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 117 (1995).
[Crossref]

G. P. Barwood, C. S. Edwards, P. Gill, H. A. Klein, W. R. C. RowleyOpt. Lett. 18, 732 (1993).
[Crossref] [PubMed]

Salomon, Ch.

Sankey, J. D.

Schnier, D.

D. Schnier, A. A. MadejOpt. Commun. 105, 388 (1994).
[Crossref]

Shy, J. T.

A. G. Maki, C. C. Chou, K. M. Evenson, L. R. Zink, J. T. ShyJ. Mol. Spectrosc. 167, 211 (1994).
[Crossref]

Siemsen, K. J.

K. J. Siemsen, A. A. Madej, B. G. WhitfordIEEE J. Quantum Electron 31, 1764 (1995).
[Crossref]

Simon, U.

Tittel, F. K.

Waltman, S.

Whitford, B. G.

K. J. Siemsen, A. A. Madej, B. G. WhitfordIEEE J. Quantum Electron 31, 1764 (1995).
[Crossref]

B. G. WhitfordMetrologia 30, 145 (1993).
[Crossref]

Wineland, D. J.

D. J. Wineland, J. C. Bergquist, J. J. Bollinger, W. M. Itano, D. J. Heinzen, S. L. Gilbert, C. H. Manney, M. G. RaizenIEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 37, 515 (1990).
[Crossref] [PubMed]

Yu, N.

X. Zhao, N. Yu, H. Dehmelt, W. NagourneyPhys. Rev. A 51, 4483 (1995).
[Crossref] [PubMed]

Zhao, X.

X. Zhao, N. Yu, H. Dehmelt, W. NagourneyPhys. Rev. A 51, 4483 (1995).
[Crossref] [PubMed]

Zink, L. R.

A. G. Maki, C. C. Chou, K. M. Evenson, L. R. Zink, J. T. ShyJ. Mol. Spectrosc. 167, 211 (1994).
[Crossref]

Zondy, J. J.

O. Acef, J. J. Zondy, M. Abed, D. G. Rovera, A. H. Gerard, A. Clairon, Ph. Laurent, Y. Millerioux, P. JuncarOpt. Commun. 97, 29 (1993).
[Crossref]

IEEE J. Quantum Electron (1)

K. J. Siemsen, A. A. Madej, B. G. WhitfordIEEE J. Quantum Electron 31, 1764 (1995).
[Crossref]

IEEE Trans. Instrum. Meas. (2)

D. MorrisIEEE Trans. Instrum. Meas. 40, 178 (1991).
[Crossref]

G. P. Barwood, C. S. Edwards, P. Gill, G. Huang, H. A. Klein, W. R. C. RowleyIEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 117 (1995).
[Crossref]

IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control (1)

D. J. Wineland, J. C. Bergquist, J. J. Bollinger, W. M. Itano, D. J. Heinzen, S. L. Gilbert, C. H. Manney, M. G. RaizenIEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 37, 515 (1990).
[Crossref] [PubMed]

J. Mol. Spectrosc. (1)

A. G. Maki, C. C. Chou, K. M. Evenson, L. R. Zink, J. T. ShyJ. Mol. Spectrosc. 167, 211 (1994).
[Crossref]

J. Opt. Soc. Am. B (2)

Metrologia (3)

B. G. WhitfordMetrologia 30, 145 (1993).
[Crossref]

T. J. QuinnMetrologia 30, 523 (1994).
[Crossref]

C. Freed, R. G. O’DonnellMetrologia 13, 151 (1977).
[Crossref]

Opt. Commun. (3)

A. A. Madej, W. E. Berger, G. R. Hanes, M. S. O’SullivanOpt. Commun. 73, 147 (1989).
[Crossref]

D. Schnier, A. A. MadejOpt. Commun. 105, 388 (1994).
[Crossref]

O. Acef, J. J. Zondy, M. Abed, D. G. Rovera, A. H. Gerard, A. Clairon, Ph. Laurent, Y. Millerioux, P. JuncarOpt. Commun. 97, 29 (1993).
[Crossref]

Opt. Lett. (2)

Phys. Rev. A (2)

X. Zhao, N. Yu, H. Dehmelt, W. NagourneyPhys. Rev. A 51, 4483 (1995).
[Crossref] [PubMed]

A. A. Madej, J. D. SankeyPhys. Rev. A 41, 2621 (1990).
[Crossref] [PubMed]

Other (1)

R. Blattin Atomic Physics 14, D. J. Wineland, C. E. Wieman, S. J. Smith, eds. (American Institute of Physics, New York, 1995), p. 219, and references therein.

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 (3)

Fig. 1
Fig. 1

Schematic diagram of system used to relate the 445-THz laser source probing the Sr+ single atom to the 474-THz frequency of the He–Ne/I2 laser standard. PD, photodiode.

Fig. 2
Fig. 2

Observed beat spectrum of the 445-THz probe laser frequency and the synthesized 445-THz frequency referenced to the 474-THz standard. Vertical scale, linear; resolution bandwidth, 10 kHz.

Fig. 3
Fig. 3

Observed single-ion quantum jump spectrum of the (mj′, mj″) = (−3/2, −1/2) SD Zeeman component in Sr+.

Equations (1)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

ν SD = 444 779 044 . 14 ± 0 . 39 MHz ( 1 σ ) .

Metrics