Abstract

By using a sodium atomic vapor we have observed a honeycomb-type multiple-diffraction pattern that was due to a grating induced optically by three noncollinear bichromatic excitation beams. In particular, when the two incident frequencies satisfy the two-photon resonance condition and the atomic density is high, the diffraction is enhanced by electromagnetically induced transparency, and strong Stokes and anti-Stokes components are generated in well-defined directions.

© 2005 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. K.-J. Boller, A. Imamo?lu, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 66, 2593 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. J. E. Field, K. H. Hahn, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 67, 3062 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. R. Wynands and A. Nagel, Appl. Phys. B 68, 1 (1999).
    [CrossRef]
  4. M. Merimaa, T. Lindvall, I. Tittonen, and E. Ikonen, J. Opt. Soc. Am. B 20, 273 (2003).
    [CrossRef]
  5. C. Liu, Z. Dutton, C. H. Behroozi, and L. V. Hau, Nature 409, 490 (2001).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. M. Fleischhauer and M. D. Lukin, Phys. Rev. A 65, 022314 (2002).
    [CrossRef]
  7. H. Y. Ling, Y. Li, and M. Xiao, Phys. Rev. A 57, 1338 (1998).
    [CrossRef]
  8. M. Mitsunaga and N. Imoto, Phys. Rev. A 59, 4773 (1999).
    [CrossRef]
  9. K. Motomura and M. Mitsunaga, J. Opt. Soc. Am. B 19, 2456 (2002).
    [CrossRef]
  10. H. Asahi, K. Motomura, K. Harada, and M. Mitsunaga, Opt. Lett. 28, 1153 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. K. Motomura, T. Koshimizu, K. Harada, H. Ueno, and M. Mitsunaga, Opt. Lett. 29, 1141 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. M. D. Lukin, M. Fleischhauer, A. S. Zibrov, H. G. Robinson, V. L. Velichansky, L. Hollberg, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 79, 2959 (1997).
    [CrossRef]
  13. M. M. Kash, V. A. Sautenkov, A. S. Zibrov, L. Hollberg, G. R. Welch, M. D. Lukin, Y. Rostovtsev, E. S. Fry, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 82, 5229 (1999).
    [CrossRef]
  14. V. Wong, R. S. Bennink, A. M. Marino, R. W. Boyd, C. R. Stroud, and F. A. Narducci, Phys. Rev. A 70, 053811 (2004).
    [CrossRef]

2004

K. Motomura, T. Koshimizu, K. Harada, H. Ueno, and M. Mitsunaga, Opt. Lett. 29, 1141 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

V. Wong, R. S. Bennink, A. M. Marino, R. W. Boyd, C. R. Stroud, and F. A. Narducci, Phys. Rev. A 70, 053811 (2004).
[CrossRef]

2003

2002

M. Fleischhauer and M. D. Lukin, Phys. Rev. A 65, 022314 (2002).
[CrossRef]

K. Motomura and M. Mitsunaga, J. Opt. Soc. Am. B 19, 2456 (2002).
[CrossRef]

2001

C. Liu, Z. Dutton, C. H. Behroozi, and L. V. Hau, Nature 409, 490 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

1999

R. Wynands and A. Nagel, Appl. Phys. B 68, 1 (1999).
[CrossRef]

M. Mitsunaga and N. Imoto, Phys. Rev. A 59, 4773 (1999).
[CrossRef]

M. M. Kash, V. A. Sautenkov, A. S. Zibrov, L. Hollberg, G. R. Welch, M. D. Lukin, Y. Rostovtsev, E. S. Fry, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 82, 5229 (1999).
[CrossRef]

1998

H. Y. Ling, Y. Li, and M. Xiao, Phys. Rev. A 57, 1338 (1998).
[CrossRef]

1997

M. D. Lukin, M. Fleischhauer, A. S. Zibrov, H. G. Robinson, V. L. Velichansky, L. Hollberg, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 79, 2959 (1997).
[CrossRef]

1991

K.-J. Boller, A. Imamo?lu, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 66, 2593 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

J. E. Field, K. H. Hahn, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 67, 3062 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Asahi, H.

Behroozi, C. H.

C. Liu, Z. Dutton, C. H. Behroozi, and L. V. Hau, Nature 409, 490 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Bennink, R. S.

V. Wong, R. S. Bennink, A. M. Marino, R. W. Boyd, C. R. Stroud, and F. A. Narducci, Phys. Rev. A 70, 053811 (2004).
[CrossRef]

Boller, K.-J.

K.-J. Boller, A. Imamo?lu, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 66, 2593 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Boyd, R. W.

V. Wong, R. S. Bennink, A. M. Marino, R. W. Boyd, C. R. Stroud, and F. A. Narducci, Phys. Rev. A 70, 053811 (2004).
[CrossRef]

Dutton, Z.

C. Liu, Z. Dutton, C. H. Behroozi, and L. V. Hau, Nature 409, 490 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Field, J. E.

J. E. Field, K. H. Hahn, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 67, 3062 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Fleischhauer, M.

M. Fleischhauer and M. D. Lukin, Phys. Rev. A 65, 022314 (2002).
[CrossRef]

M. D. Lukin, M. Fleischhauer, A. S. Zibrov, H. G. Robinson, V. L. Velichansky, L. Hollberg, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 79, 2959 (1997).
[CrossRef]

Fry, E. S.

M. M. Kash, V. A. Sautenkov, A. S. Zibrov, L. Hollberg, G. R. Welch, M. D. Lukin, Y. Rostovtsev, E. S. Fry, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 82, 5229 (1999).
[CrossRef]

Hahn, K. H.

J. E. Field, K. H. Hahn, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 67, 3062 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Harada, K.

Harris, S. E.

J. E. Field, K. H. Hahn, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 67, 3062 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

K.-J. Boller, A. Imamo?lu, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 66, 2593 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Hau, L. V.

C. Liu, Z. Dutton, C. H. Behroozi, and L. V. Hau, Nature 409, 490 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Hollberg, L.

M. M. Kash, V. A. Sautenkov, A. S. Zibrov, L. Hollberg, G. R. Welch, M. D. Lukin, Y. Rostovtsev, E. S. Fry, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 82, 5229 (1999).
[CrossRef]

M. D. Lukin, M. Fleischhauer, A. S. Zibrov, H. G. Robinson, V. L. Velichansky, L. Hollberg, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 79, 2959 (1997).
[CrossRef]

Ikonen, E.

Imamoglu, A.

K.-J. Boller, A. Imamo?lu, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 66, 2593 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Imoto, N.

M. Mitsunaga and N. Imoto, Phys. Rev. A 59, 4773 (1999).
[CrossRef]

Kash, M. M.

M. M. Kash, V. A. Sautenkov, A. S. Zibrov, L. Hollberg, G. R. Welch, M. D. Lukin, Y. Rostovtsev, E. S. Fry, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 82, 5229 (1999).
[CrossRef]

Koshimizu, T.

Li, Y.

H. Y. Ling, Y. Li, and M. Xiao, Phys. Rev. A 57, 1338 (1998).
[CrossRef]

Lindvall, T.

Ling, H. Y.

H. Y. Ling, Y. Li, and M. Xiao, Phys. Rev. A 57, 1338 (1998).
[CrossRef]

Liu, C.

C. Liu, Z. Dutton, C. H. Behroozi, and L. V. Hau, Nature 409, 490 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Lukin, M. D.

M. Fleischhauer and M. D. Lukin, Phys. Rev. A 65, 022314 (2002).
[CrossRef]

M. M. Kash, V. A. Sautenkov, A. S. Zibrov, L. Hollberg, G. R. Welch, M. D. Lukin, Y. Rostovtsev, E. S. Fry, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 82, 5229 (1999).
[CrossRef]

M. D. Lukin, M. Fleischhauer, A. S. Zibrov, H. G. Robinson, V. L. Velichansky, L. Hollberg, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 79, 2959 (1997).
[CrossRef]

Marino, A. M.

V. Wong, R. S. Bennink, A. M. Marino, R. W. Boyd, C. R. Stroud, and F. A. Narducci, Phys. Rev. A 70, 053811 (2004).
[CrossRef]

Merimaa, M.

Mitsunaga, M.

Motomura, K.

Nagel, A.

R. Wynands and A. Nagel, Appl. Phys. B 68, 1 (1999).
[CrossRef]

Narducci, F. A.

V. Wong, R. S. Bennink, A. M. Marino, R. W. Boyd, C. R. Stroud, and F. A. Narducci, Phys. Rev. A 70, 053811 (2004).
[CrossRef]

Robinson, H. G.

M. D. Lukin, M. Fleischhauer, A. S. Zibrov, H. G. Robinson, V. L. Velichansky, L. Hollberg, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 79, 2959 (1997).
[CrossRef]

Rostovtsev, Y.

M. M. Kash, V. A. Sautenkov, A. S. Zibrov, L. Hollberg, G. R. Welch, M. D. Lukin, Y. Rostovtsev, E. S. Fry, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 82, 5229 (1999).
[CrossRef]

Sautenkov, V. A.

M. M. Kash, V. A. Sautenkov, A. S. Zibrov, L. Hollberg, G. R. Welch, M. D. Lukin, Y. Rostovtsev, E. S. Fry, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 82, 5229 (1999).
[CrossRef]

Scully, M. O.

M. M. Kash, V. A. Sautenkov, A. S. Zibrov, L. Hollberg, G. R. Welch, M. D. Lukin, Y. Rostovtsev, E. S. Fry, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 82, 5229 (1999).
[CrossRef]

M. D. Lukin, M. Fleischhauer, A. S. Zibrov, H. G. Robinson, V. L. Velichansky, L. Hollberg, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 79, 2959 (1997).
[CrossRef]

Stroud, C. R.

V. Wong, R. S. Bennink, A. M. Marino, R. W. Boyd, C. R. Stroud, and F. A. Narducci, Phys. Rev. A 70, 053811 (2004).
[CrossRef]

Tittonen, I.

Ueno, H.

Velichansky, V. L.

M. D. Lukin, M. Fleischhauer, A. S. Zibrov, H. G. Robinson, V. L. Velichansky, L. Hollberg, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 79, 2959 (1997).
[CrossRef]

Welch, G. R.

M. M. Kash, V. A. Sautenkov, A. S. Zibrov, L. Hollberg, G. R. Welch, M. D. Lukin, Y. Rostovtsev, E. S. Fry, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 82, 5229 (1999).
[CrossRef]

Wong, V.

V. Wong, R. S. Bennink, A. M. Marino, R. W. Boyd, C. R. Stroud, and F. A. Narducci, Phys. Rev. A 70, 053811 (2004).
[CrossRef]

Wynands, R.

R. Wynands and A. Nagel, Appl. Phys. B 68, 1 (1999).
[CrossRef]

Xiao, M.

H. Y. Ling, Y. Li, and M. Xiao, Phys. Rev. A 57, 1338 (1998).
[CrossRef]

Zibrov, A. S.

M. M. Kash, V. A. Sautenkov, A. S. Zibrov, L. Hollberg, G. R. Welch, M. D. Lukin, Y. Rostovtsev, E. S. Fry, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 82, 5229 (1999).
[CrossRef]

M. D. Lukin, M. Fleischhauer, A. S. Zibrov, H. G. Robinson, V. L. Velichansky, L. Hollberg, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 79, 2959 (1997).
[CrossRef]

Appl. Phys. B

R. Wynands and A. Nagel, Appl. Phys. B 68, 1 (1999).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B

Nature

C. Liu, Z. Dutton, C. H. Behroozi, and L. V. Hau, Nature 409, 490 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Opt. Lett.

Phys. Rev. A

M. Fleischhauer and M. D. Lukin, Phys. Rev. A 65, 022314 (2002).
[CrossRef]

H. Y. Ling, Y. Li, and M. Xiao, Phys. Rev. A 57, 1338 (1998).
[CrossRef]

M. Mitsunaga and N. Imoto, Phys. Rev. A 59, 4773 (1999).
[CrossRef]

V. Wong, R. S. Bennink, A. M. Marino, R. W. Boyd, C. R. Stroud, and F. A. Narducci, Phys. Rev. A 70, 053811 (2004).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett.

K.-J. Boller, A. Imamo?lu, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 66, 2593 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

J. E. Field, K. H. Hahn, and S. E. Harris, Phys. Rev. Lett. 67, 3062 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

M. D. Lukin, M. Fleischhauer, A. S. Zibrov, H. G. Robinson, V. L. Velichansky, L. Hollberg, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 79, 2959 (1997).
[CrossRef]

M. M. Kash, V. A. Sautenkov, A. S. Zibrov, L. Hollberg, G. R. Welch, M. D. Lukin, Y. Rostovtsev, E. S. Fry, and M. O. Scully, Phys. Rev. Lett. 82, 5229 (1999).
[CrossRef]

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 EID experiment: RDL, ring dye laser: PBSs, polarizing beam splitters; NPBS, nonpolarizing beam splitter; AOM, acousto-optic modulator; PD, photodiode; OSA, optical spectrum analyzer. Inset, energy-level diagram.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Typical picture of an EID pattern and (b) its assignment.

Fig. 3
Fig. 3

Optical spectrum analyzer (OSA) output for spots S 1 , C 2 , P, and AS 1 .

Fig. 4
Fig. 4

EID signal intensities for spots S 1 and AS 1 as a function of frequency detuning δ s 2 π = ( ω 0 ω 21 ) 2 π .

Tables (1)

Tables Icon

Table 1 Signal Spots, Their Generators, Wave Vectors, and Frequencies

Equations (2)

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

P s = i N p 4 3 E c 2 E p * exp ( i ω s t ) 1 γ s + i δ s G ( δ ) d δ γ i ( δ ω 0 δ s ) [ n 1 γ + i δ + n 2 γ i ( δ δ s ) ] + c.c. ,
P a = i N p 4 3 E p 2 E c * exp ( i ω a t ) 1 γ s i δ s G ( δ ) d δ γ i ( δ + ω 0 ) [ n 1 γ i δ + n 2 γ + i ( δ δ s ) ] + c.c. ,

Metrics