Abstract

We stabilized the relative carrier-envelope phase slip among the pump pulse and its subharmonic signal and idler pulses in a femtosecond optical parametric oscillator, resulting in long-term phase coherence among the pulses. The stabilized beat signal corresponding to the relative carrier-envelope phase slip among subharmonic pulses had an accumulated phase error of 0.24 rad in the 1-mHz–1-MHz region. The fluctuation of the beat frequency measured by a 1-s-averaged counter was less than 1 mHz in a 1480-s measurement.

© 2003 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, Ch. Spielmann, Th. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. S. A. Diddams, L. Hollberg, L.-S. Ma, and L. Robertsson, Opt. Lett. 27, 58 (2002).
    [CrossRef]
  4. T. M. Fortier, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, and R. S. Windeler, Opt. Lett. 27, 1436 (2002).
    [CrossRef]
  5. G. G. Paulus, F. Grasbon, H. Walther, P. Villoresi, M. Nisoli, S. Stagira, E. Priori, and S. De Silvestri, Nature 414, 182 (2001).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. M. Drescher, M. Hentschel, R. Kienberger, G. Tempea, Ch. Spielmann, G. A. Reider, P. B. Corkum, and F. Krausz, Science 291, 1923 (2001).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. M. Kakehata, H. Takada, Y. Kobayashi, K. Torizuka, Y. Fujihira, T. Homma, and H. Takahashi, Opt. Lett. 26, 1436 (2001).
    [CrossRef]
  8. R. K. Shelton, L.-S. Ma, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, J. L. Hall, and J. Ye, Science 293, 1286 (2001).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. Y. Kobayashi and K. Torizuka, Opt. Lett. 25, 856 (2000).
    [CrossRef]
  10. Z. Wei, Y. Kobayashi, Z. Zhang, and K. Torizuka, Opt. Lett. 26, 1806 (2001).
    [CrossRef]
  11. Y. Kobayashi and K. Torizuka, Opt. Lett. 26, 1295 (2001).
    [CrossRef]
  12. T. W. Hänsch, Opt. Commun. 80, 71 (1990).
    [CrossRef]
  13. K. Shimoda, Jpn. J. Appl. Phys. 34, 3566 (1995).
    [CrossRef]

2002

2001

Y. Kobayashi and K. Torizuka, Opt. Lett. 26, 1295 (2001).
[CrossRef]

M. Kakehata, H. Takada, Y. Kobayashi, K. Torizuka, Y. Fujihira, T. Homma, and H. Takahashi, Opt. Lett. 26, 1436 (2001).
[CrossRef]

G. G. Paulus, F. Grasbon, H. Walther, P. Villoresi, M. Nisoli, S. Stagira, E. Priori, and S. De Silvestri, Nature 414, 182 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

M. Drescher, M. Hentschel, R. Kienberger, G. Tempea, Ch. Spielmann, G. A. Reider, P. B. Corkum, and F. Krausz, Science 291, 1923 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

R. K. Shelton, L.-S. Ma, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, J. L. Hall, and J. Ye, Science 293, 1286 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Z. Wei, Y. Kobayashi, Z. Zhang, and K. Torizuka, Opt. Lett. 26, 1806 (2001).
[CrossRef]

2000

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, Ch. Spielmann, Th. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Y. Kobayashi and K. Torizuka, Opt. Lett. 25, 856 (2000).
[CrossRef]

1995

K. Shimoda, Jpn. J. Appl. Phys. 34, 3566 (1995).
[CrossRef]

1990

T. W. Hänsch, Opt. Commun. 80, 71 (1990).
[CrossRef]

Apolonski, A.

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, Ch. Spielmann, Th. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Corkum, P. B.

M. Drescher, M. Hentschel, R. Kienberger, G. Tempea, Ch. Spielmann, G. A. Reider, P. B. Corkum, and F. Krausz, Science 291, 1923 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Cundiff, S. T.

T. M. Fortier, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, and R. S. Windeler, Opt. Lett. 27, 1436 (2002).
[CrossRef]

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

De Silvestri, S.

G. G. Paulus, F. Grasbon, H. Walther, P. Villoresi, M. Nisoli, S. Stagira, E. Priori, and S. De Silvestri, Nature 414, 182 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Diddams, S. A.

S. A. Diddams, L. Hollberg, L.-S. Ma, and L. Robertsson, Opt. Lett. 27, 58 (2002).
[CrossRef]

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Drescher, M.

M. Drescher, M. Hentschel, R. Kienberger, G. Tempea, Ch. Spielmann, G. A. Reider, P. B. Corkum, and F. Krausz, Science 291, 1923 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Fortier, T. M.

Fujihira, Y.

Grasbon, F.

G. G. Paulus, F. Grasbon, H. Walther, P. Villoresi, M. Nisoli, S. Stagira, E. Priori, and S. De Silvestri, Nature 414, 182 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Hall, J. L.

R. K. Shelton, L.-S. Ma, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, J. L. Hall, and J. Ye, Science 293, 1286 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Hänsch, T. W.

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, Ch. Spielmann, Th. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

T. W. Hänsch, Opt. Commun. 80, 71 (1990).
[CrossRef]

Hentschel, M.

M. Drescher, M. Hentschel, R. Kienberger, G. Tempea, Ch. Spielmann, G. A. Reider, P. B. Corkum, and F. Krausz, Science 291, 1923 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Hollberg, L.

Holzwarth, R.

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, Ch. Spielmann, Th. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Homma, T.

Jones, D. J.

T. M. Fortier, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, and R. S. Windeler, Opt. Lett. 27, 1436 (2002).
[CrossRef]

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Kakehata, M.

Kapteyn, H. C.

R. K. Shelton, L.-S. Ma, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, J. L. Hall, and J. Ye, Science 293, 1286 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Kienberger, R.

M. Drescher, M. Hentschel, R. Kienberger, G. Tempea, Ch. Spielmann, G. A. Reider, P. B. Corkum, and F. Krausz, Science 291, 1923 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Kobayashi, Y.

Krausz, F.

M. Drescher, M. Hentschel, R. Kienberger, G. Tempea, Ch. Spielmann, G. A. Reider, P. B. Corkum, and F. Krausz, Science 291, 1923 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, Ch. Spielmann, Th. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Ma, L.-S.

S. A. Diddams, L. Hollberg, L.-S. Ma, and L. Robertsson, Opt. Lett. 27, 58 (2002).
[CrossRef]

R. K. Shelton, L.-S. Ma, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, J. L. Hall, and J. Ye, Science 293, 1286 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Murnane, M. M.

R. K. Shelton, L.-S. Ma, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, J. L. Hall, and J. Ye, Science 293, 1286 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Nisoli, M.

G. G. Paulus, F. Grasbon, H. Walther, P. Villoresi, M. Nisoli, S. Stagira, E. Priori, and S. De Silvestri, Nature 414, 182 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Paulus, G. G.

G. G. Paulus, F. Grasbon, H. Walther, P. Villoresi, M. Nisoli, S. Stagira, E. Priori, and S. De Silvestri, Nature 414, 182 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Poppe, A.

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, Ch. Spielmann, Th. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Priori, E.

G. G. Paulus, F. Grasbon, H. Walther, P. Villoresi, M. Nisoli, S. Stagira, E. Priori, and S. De Silvestri, Nature 414, 182 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Ranka, J. K.

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Reider, G. A.

M. Drescher, M. Hentschel, R. Kienberger, G. Tempea, Ch. Spielmann, G. A. Reider, P. B. Corkum, and F. Krausz, Science 291, 1923 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Robertsson, L.

Shelton, R. K.

R. K. Shelton, L.-S. Ma, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, J. L. Hall, and J. Ye, Science 293, 1286 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Shimoda, K.

K. Shimoda, Jpn. J. Appl. Phys. 34, 3566 (1995).
[CrossRef]

Spielmann, Ch.

M. Drescher, M. Hentschel, R. Kienberger, G. Tempea, Ch. Spielmann, G. A. Reider, P. B. Corkum, and F. Krausz, Science 291, 1923 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, Ch. Spielmann, Th. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Stagira, S.

G. G. Paulus, F. Grasbon, H. Walther, P. Villoresi, M. Nisoli, S. Stagira, E. Priori, and S. De Silvestri, Nature 414, 182 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Stentz, A.

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Takada, H.

Takahashi, H.

Tempea, G.

M. Drescher, M. Hentschel, R. Kienberger, G. Tempea, Ch. Spielmann, G. A. Reider, P. B. Corkum, and F. Krausz, Science 291, 1923 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, Ch. Spielmann, Th. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Torizuka, K.

Udem, Th.

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, Ch. Spielmann, Th. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Villoresi, P.

G. G. Paulus, F. Grasbon, H. Walther, P. Villoresi, M. Nisoli, S. Stagira, E. Priori, and S. De Silvestri, Nature 414, 182 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Walther, H.

G. G. Paulus, F. Grasbon, H. Walther, P. Villoresi, M. Nisoli, S. Stagira, E. Priori, and S. De Silvestri, Nature 414, 182 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Wei, Z.

Z. Wei, Y. Kobayashi, Z. Zhang, and K. Torizuka, Opt. Lett. 26, 1806 (2001).
[CrossRef]

Windeler, R. S.

T. M. Fortier, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, and R. S. Windeler, Opt. Lett. 27, 1436 (2002).
[CrossRef]

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Ye, J.

T. M. Fortier, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, and R. S. Windeler, Opt. Lett. 27, 1436 (2002).
[CrossRef]

R. K. Shelton, L.-S. Ma, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, J. L. Hall, and J. Ye, Science 293, 1286 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Zhang, Z.

Z. Wei, Y. Kobayashi, Z. Zhang, and K. Torizuka, Opt. Lett. 26, 1806 (2001).
[CrossRef]

Jpn. J. Appl. Phys.

K. Shimoda, Jpn. J. Appl. Phys. 34, 3566 (1995).
[CrossRef]

Nature

G. G. Paulus, F. Grasbon, H. Walther, P. Villoresi, M. Nisoli, S. Stagira, E. Priori, and S. De Silvestri, Nature 414, 182 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Opt. Lett.

Z. Wei, Y. Kobayashi, Z. Zhang, and K. Torizuka, Opt. Lett. 26, 1806 (2001).
[CrossRef]

Opt. Commun.

T. W. Hänsch, Opt. Commun. 80, 71 (1990).
[CrossRef]

Opt. Lett.

Phys. Rev. Lett.

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, Ch. Spielmann, Th. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Science

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

M. Drescher, M. Hentschel, R. Kienberger, G. Tempea, Ch. Spielmann, G. A. Reider, P. B. Corkum, and F. Krausz, Science 291, 1923 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

R. K. Shelton, L.-S. Ma, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, J. L. Hall, and J. Ye, Science 293, 1286 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

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 (4)

Fig. 1
Fig. 1

Schematic of the phase-relation measurement. SHG, second-harmonic generation; SFG, sum-frequency generation.

Fig. 2
Fig. 2

Experimental setup: Solid lines indicate the optical path, and dashed lines represent the electric path. Verdi X, frequency-doubled Nd:YVO4 laser; PZTs, piezoelectric transducers; OPO, optical parametric oscillator; λ/2, half-wave plate; HM, half-mirror; APD, avalanche photodiode; LPF, low-pass filter; 1/16, frequency divider; F/V, frequency–voltage converter; PBS, polarized beam splitter.

Fig. 3
Fig. 3

(a) Spectrum of the locked beat signal in a 100-Hz span. The obtained spectrum width of 312 mHz is the limit of this equipment. (b) Phase spectrum density (PSD) and accumulated phase in a range 1 mHz–1 MHz, measured by a vector signal analyzer. The accumulated phase error was 0.24 rad.

Fig. 4
Fig. 4

Beat frequency fluctuation with all phase-lock loops. The standard deviation in 1480 s was 0.22 mHz.

Metrics