Abstract

We report as much as 6-μW upconverted cw radiation at λ = 778 nm from the sum-frequency mixing of a 50-mW diode laser at λ = 842 nm and a 200-mW CO2 laser at λ = 10.2 μm by use of a 15-mm-long silver thiogallate crystal. This nonlinear material provides a convenient connection between IR and visible/near-IR optical standards. We describe simple frequency chains based on this upconversion process that permit the absolute frequency measurement of many visible or near-IR possible standards at the 10−12 accuracy level. Transposition of terahertz-scale frequency-difference measurements from the near IR to the 10-μm domain is also proposed.

© 1996 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R. Felder, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, J.-J. Zondy, A. Clairon, B. de Beauvoir, F. Biraben, L. Julien, F. Nez, Y. Millerioux, Proc. SPIE 2378, 52 (1995).
  2. J.-J. Zoudy, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, M. Abed, A. Clairon, Y. Millerioux, Felder, B. de Beauvoir, F. Nez, F. Biraben, L. Julien, Proc. SPIE 2378, 147 (1995).
  3. D. Touahri, F. Nez, M. Abed, J.-J. Zondy, O. Acef, L. Hilico, A. Clairon, Y. Millerioux, F. Biraben, L. Julien, R. Felder, IEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 170 (1994).
    [CrossRef]
  4. O. Acef, F. Nez, G. D. Rovera, Opt. Lett. 19, 1275 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. K. Nakagawa, M. de Labachelerie, Y. Awaji, M. Kourogi, T. Enami, M. Ohtsu, Opt. Lett. 20, 410 (1995).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. M. Kourogi, K. Nakagawa, M. Ohtsu, IEEE J. Quantum Electron. 29, 2693 (1993).
    [CrossRef]
  7. D. A. Van Baak, L. Hollberg, Opt. Lett. 19, 1586 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. Y. X. Fan, R. C. Eckardt, R. L. Byer, Appl. Phys. Lett. 45, 313 (1984).
    [CrossRef]
  9. G. C. Bhar, D. K. Ghosh, P. S. Ghosh, D. Schmitt, Appl. Opt. 22, 2492 (1983).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. G. C. Bhar, S. Das, P. K. Datta, J. Phys. D 27, 228 (1994).
    [CrossRef]
  11. J.-J. Zondy, Opt. Commun. 81, 427 (1991).
    [CrossRef]
  12. K. Kato, IEEE J. Quantum Electron. QE-20, 698 (1984);A. H. Hielscher, C. E. Miller, D. C. Bayard, U. Simon, K. P. Smolka, R. F. Curl, F. K. Tittel, J. Opt. Soc. Am. B 9, 1962 (1992).
    [CrossRef]
  13. H. R. Telle, D. Meschede, T. W. Hänsch, Opt. Lett. 15, 532 (1990).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. A. Clairon, A. Van Lerberghe, Ch. Salomon, M. Ouhayoun, Ch. J. Bordé, Opt. Commun. 35, 368 (1980).
    [CrossRef]
  15. J.-J. Zondy, M. Abed, S. Khodja, J. Opt. Soc. Am. 11, 2368 (1994).
    [CrossRef]

1995 (3)

R. Felder, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, J.-J. Zondy, A. Clairon, B. de Beauvoir, F. Biraben, L. Julien, F. Nez, Y. Millerioux, Proc. SPIE 2378, 52 (1995).

J.-J. Zoudy, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, M. Abed, A. Clairon, Y. Millerioux, Felder, B. de Beauvoir, F. Nez, F. Biraben, L. Julien, Proc. SPIE 2378, 147 (1995).

K. Nakagawa, M. de Labachelerie, Y. Awaji, M. Kourogi, T. Enami, M. Ohtsu, Opt. Lett. 20, 410 (1995).
[CrossRef] [PubMed]

1994 (5)

D. A. Van Baak, L. Hollberg, Opt. Lett. 19, 1586 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

D. Touahri, F. Nez, M. Abed, J.-J. Zondy, O. Acef, L. Hilico, A. Clairon, Y. Millerioux, F. Biraben, L. Julien, R. Felder, IEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 170 (1994).
[CrossRef]

O. Acef, F. Nez, G. D. Rovera, Opt. Lett. 19, 1275 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

G. C. Bhar, S. Das, P. K. Datta, J. Phys. D 27, 228 (1994).
[CrossRef]

J.-J. Zondy, M. Abed, S. Khodja, J. Opt. Soc. Am. 11, 2368 (1994).
[CrossRef]

1993 (1)

M. Kourogi, K. Nakagawa, M. Ohtsu, IEEE J. Quantum Electron. 29, 2693 (1993).
[CrossRef]

1991 (1)

J.-J. Zondy, Opt. Commun. 81, 427 (1991).
[CrossRef]

1990 (1)

1984 (2)

K. Kato, IEEE J. Quantum Electron. QE-20, 698 (1984);A. H. Hielscher, C. E. Miller, D. C. Bayard, U. Simon, K. P. Smolka, R. F. Curl, F. K. Tittel, J. Opt. Soc. Am. B 9, 1962 (1992).
[CrossRef]

Y. X. Fan, R. C. Eckardt, R. L. Byer, Appl. Phys. Lett. 45, 313 (1984).
[CrossRef]

1983 (1)

1980 (1)

A. Clairon, A. Van Lerberghe, Ch. Salomon, M. Ouhayoun, Ch. J. Bordé, Opt. Commun. 35, 368 (1980).
[CrossRef]

Abed, M.

J.-J. Zoudy, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, M. Abed, A. Clairon, Y. Millerioux, Felder, B. de Beauvoir, F. Nez, F. Biraben, L. Julien, Proc. SPIE 2378, 147 (1995).

D. Touahri, F. Nez, M. Abed, J.-J. Zondy, O. Acef, L. Hilico, A. Clairon, Y. Millerioux, F. Biraben, L. Julien, R. Felder, IEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 170 (1994).
[CrossRef]

J.-J. Zondy, M. Abed, S. Khodja, J. Opt. Soc. Am. 11, 2368 (1994).
[CrossRef]

Acef, O.

J.-J. Zoudy, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, M. Abed, A. Clairon, Y. Millerioux, Felder, B. de Beauvoir, F. Nez, F. Biraben, L. Julien, Proc. SPIE 2378, 147 (1995).

R. Felder, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, J.-J. Zondy, A. Clairon, B. de Beauvoir, F. Biraben, L. Julien, F. Nez, Y. Millerioux, Proc. SPIE 2378, 52 (1995).

D. Touahri, F. Nez, M. Abed, J.-J. Zondy, O. Acef, L. Hilico, A. Clairon, Y. Millerioux, F. Biraben, L. Julien, R. Felder, IEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 170 (1994).
[CrossRef]

O. Acef, F. Nez, G. D. Rovera, Opt. Lett. 19, 1275 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Awaji, Y.

Bhar, G. C.

Biraben, F.

J.-J. Zoudy, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, M. Abed, A. Clairon, Y. Millerioux, Felder, B. de Beauvoir, F. Nez, F. Biraben, L. Julien, Proc. SPIE 2378, 147 (1995).

R. Felder, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, J.-J. Zondy, A. Clairon, B. de Beauvoir, F. Biraben, L. Julien, F. Nez, Y. Millerioux, Proc. SPIE 2378, 52 (1995).

D. Touahri, F. Nez, M. Abed, J.-J. Zondy, O. Acef, L. Hilico, A. Clairon, Y. Millerioux, F. Biraben, L. Julien, R. Felder, IEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 170 (1994).
[CrossRef]

Bordé, Ch. J.

A. Clairon, A. Van Lerberghe, Ch. Salomon, M. Ouhayoun, Ch. J. Bordé, Opt. Commun. 35, 368 (1980).
[CrossRef]

Byer, R. L.

Y. X. Fan, R. C. Eckardt, R. L. Byer, Appl. Phys. Lett. 45, 313 (1984).
[CrossRef]

Clairon, A.

R. Felder, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, J.-J. Zondy, A. Clairon, B. de Beauvoir, F. Biraben, L. Julien, F. Nez, Y. Millerioux, Proc. SPIE 2378, 52 (1995).

J.-J. Zoudy, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, M. Abed, A. Clairon, Y. Millerioux, Felder, B. de Beauvoir, F. Nez, F. Biraben, L. Julien, Proc. SPIE 2378, 147 (1995).

D. Touahri, F. Nez, M. Abed, J.-J. Zondy, O. Acef, L. Hilico, A. Clairon, Y. Millerioux, F. Biraben, L. Julien, R. Felder, IEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 170 (1994).
[CrossRef]

A. Clairon, A. Van Lerberghe, Ch. Salomon, M. Ouhayoun, Ch. J. Bordé, Opt. Commun. 35, 368 (1980).
[CrossRef]

Das, S.

G. C. Bhar, S. Das, P. K. Datta, J. Phys. D 27, 228 (1994).
[CrossRef]

Datta, P. K.

G. C. Bhar, S. Das, P. K. Datta, J. Phys. D 27, 228 (1994).
[CrossRef]

de Beauvoir, B.

J.-J. Zoudy, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, M. Abed, A. Clairon, Y. Millerioux, Felder, B. de Beauvoir, F. Nez, F. Biraben, L. Julien, Proc. SPIE 2378, 147 (1995).

R. Felder, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, J.-J. Zondy, A. Clairon, B. de Beauvoir, F. Biraben, L. Julien, F. Nez, Y. Millerioux, Proc. SPIE 2378, 52 (1995).

de Labachelerie, M.

Eckardt, R. C.

Y. X. Fan, R. C. Eckardt, R. L. Byer, Appl. Phys. Lett. 45, 313 (1984).
[CrossRef]

Enami, T.

Fan, Y. X.

Y. X. Fan, R. C. Eckardt, R. L. Byer, Appl. Phys. Lett. 45, 313 (1984).
[CrossRef]

Felder,

J.-J. Zoudy, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, M. Abed, A. Clairon, Y. Millerioux, Felder, B. de Beauvoir, F. Nez, F. Biraben, L. Julien, Proc. SPIE 2378, 147 (1995).

Felder, R.

R. Felder, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, J.-J. Zondy, A. Clairon, B. de Beauvoir, F. Biraben, L. Julien, F. Nez, Y. Millerioux, Proc. SPIE 2378, 52 (1995).

D. Touahri, F. Nez, M. Abed, J.-J. Zondy, O. Acef, L. Hilico, A. Clairon, Y. Millerioux, F. Biraben, L. Julien, R. Felder, IEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 170 (1994).
[CrossRef]

Ghosh, D. K.

Ghosh, P. S.

Hänsch, T. W.

Hilico, L.

R. Felder, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, J.-J. Zondy, A. Clairon, B. de Beauvoir, F. Biraben, L. Julien, F. Nez, Y. Millerioux, Proc. SPIE 2378, 52 (1995).

J.-J. Zoudy, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, M. Abed, A. Clairon, Y. Millerioux, Felder, B. de Beauvoir, F. Nez, F. Biraben, L. Julien, Proc. SPIE 2378, 147 (1995).

D. Touahri, F. Nez, M. Abed, J.-J. Zondy, O. Acef, L. Hilico, A. Clairon, Y. Millerioux, F. Biraben, L. Julien, R. Felder, IEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 170 (1994).
[CrossRef]

Hollberg, L.

Julien, L.

J.-J. Zoudy, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, M. Abed, A. Clairon, Y. Millerioux, Felder, B. de Beauvoir, F. Nez, F. Biraben, L. Julien, Proc. SPIE 2378, 147 (1995).

R. Felder, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, J.-J. Zondy, A. Clairon, B. de Beauvoir, F. Biraben, L. Julien, F. Nez, Y. Millerioux, Proc. SPIE 2378, 52 (1995).

D. Touahri, F. Nez, M. Abed, J.-J. Zondy, O. Acef, L. Hilico, A. Clairon, Y. Millerioux, F. Biraben, L. Julien, R. Felder, IEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 170 (1994).
[CrossRef]

Kato, K.

K. Kato, IEEE J. Quantum Electron. QE-20, 698 (1984);A. H. Hielscher, C. E. Miller, D. C. Bayard, U. Simon, K. P. Smolka, R. F. Curl, F. K. Tittel, J. Opt. Soc. Am. B 9, 1962 (1992).
[CrossRef]

Khodja, S.

J.-J. Zondy, M. Abed, S. Khodja, J. Opt. Soc. Am. 11, 2368 (1994).
[CrossRef]

Kourogi, M.

Meschede, D.

Millerioux, Y.

R. Felder, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, J.-J. Zondy, A. Clairon, B. de Beauvoir, F. Biraben, L. Julien, F. Nez, Y. Millerioux, Proc. SPIE 2378, 52 (1995).

J.-J. Zoudy, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, M. Abed, A. Clairon, Y. Millerioux, Felder, B. de Beauvoir, F. Nez, F. Biraben, L. Julien, Proc. SPIE 2378, 147 (1995).

D. Touahri, F. Nez, M. Abed, J.-J. Zondy, O. Acef, L. Hilico, A. Clairon, Y. Millerioux, F. Biraben, L. Julien, R. Felder, IEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 170 (1994).
[CrossRef]

Nakagawa, K.

Nez, F.

J.-J. Zoudy, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, M. Abed, A. Clairon, Y. Millerioux, Felder, B. de Beauvoir, F. Nez, F. Biraben, L. Julien, Proc. SPIE 2378, 147 (1995).

R. Felder, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, J.-J. Zondy, A. Clairon, B. de Beauvoir, F. Biraben, L. Julien, F. Nez, Y. Millerioux, Proc. SPIE 2378, 52 (1995).

D. Touahri, F. Nez, M. Abed, J.-J. Zondy, O. Acef, L. Hilico, A. Clairon, Y. Millerioux, F. Biraben, L. Julien, R. Felder, IEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 170 (1994).
[CrossRef]

O. Acef, F. Nez, G. D. Rovera, Opt. Lett. 19, 1275 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Ohtsu, M.

Ouhayoun, M.

A. Clairon, A. Van Lerberghe, Ch. Salomon, M. Ouhayoun, Ch. J. Bordé, Opt. Commun. 35, 368 (1980).
[CrossRef]

Rovera, G. D.

Salomon, Ch.

A. Clairon, A. Van Lerberghe, Ch. Salomon, M. Ouhayoun, Ch. J. Bordé, Opt. Commun. 35, 368 (1980).
[CrossRef]

Schmitt, D.

Telle, H. R.

Touahri, D.

R. Felder, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, J.-J. Zondy, A. Clairon, B. de Beauvoir, F. Biraben, L. Julien, F. Nez, Y. Millerioux, Proc. SPIE 2378, 52 (1995).

J.-J. Zoudy, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, M. Abed, A. Clairon, Y. Millerioux, Felder, B. de Beauvoir, F. Nez, F. Biraben, L. Julien, Proc. SPIE 2378, 147 (1995).

D. Touahri, F. Nez, M. Abed, J.-J. Zondy, O. Acef, L. Hilico, A. Clairon, Y. Millerioux, F. Biraben, L. Julien, R. Felder, IEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 170 (1994).
[CrossRef]

Van Baak, D. A.

Van Lerberghe, A.

A. Clairon, A. Van Lerberghe, Ch. Salomon, M. Ouhayoun, Ch. J. Bordé, Opt. Commun. 35, 368 (1980).
[CrossRef]

Zondy, J.-J.

R. Felder, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, J.-J. Zondy, A. Clairon, B. de Beauvoir, F. Biraben, L. Julien, F. Nez, Y. Millerioux, Proc. SPIE 2378, 52 (1995).

D. Touahri, F. Nez, M. Abed, J.-J. Zondy, O. Acef, L. Hilico, A. Clairon, Y. Millerioux, F. Biraben, L. Julien, R. Felder, IEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 170 (1994).
[CrossRef]

J.-J. Zondy, M. Abed, S. Khodja, J. Opt. Soc. Am. 11, 2368 (1994).
[CrossRef]

J.-J. Zondy, Opt. Commun. 81, 427 (1991).
[CrossRef]

Zoudy, J.-J.

J.-J. Zoudy, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, M. Abed, A. Clairon, Y. Millerioux, Felder, B. de Beauvoir, F. Nez, F. Biraben, L. Julien, Proc. SPIE 2378, 147 (1995).

Appl. Opt. (1)

Appl. Phys. Lett. (1)

Y. X. Fan, R. C. Eckardt, R. L. Byer, Appl. Phys. Lett. 45, 313 (1984).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (2)

K. Kato, IEEE J. Quantum Electron. QE-20, 698 (1984);A. H. Hielscher, C. E. Miller, D. C. Bayard, U. Simon, K. P. Smolka, R. F. Curl, F. K. Tittel, J. Opt. Soc. Am. B 9, 1962 (1992).
[CrossRef]

M. Kourogi, K. Nakagawa, M. Ohtsu, IEEE J. Quantum Electron. 29, 2693 (1993).
[CrossRef]

IEEE Trans. Instrum. Meas. (1)

D. Touahri, F. Nez, M. Abed, J.-J. Zondy, O. Acef, L. Hilico, A. Clairon, Y. Millerioux, F. Biraben, L. Julien, R. Felder, IEEE Trans. Instrum. Meas. 44, 170 (1994).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. (1)

J.-J. Zondy, M. Abed, S. Khodja, J. Opt. Soc. Am. 11, 2368 (1994).
[CrossRef]

J. Phys. D (1)

G. C. Bhar, S. Das, P. K. Datta, J. Phys. D 27, 228 (1994).
[CrossRef]

Opt. Commun. (2)

J.-J. Zondy, Opt. Commun. 81, 427 (1991).
[CrossRef]

A. Clairon, A. Van Lerberghe, Ch. Salomon, M. Ouhayoun, Ch. J. Bordé, Opt. Commun. 35, 368 (1980).
[CrossRef]

Opt. Lett. (4)

Proc. SPIE (2)

R. Felder, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, J.-J. Zondy, A. Clairon, B. de Beauvoir, F. Biraben, L. Julien, F. Nez, Y. Millerioux, Proc. SPIE 2378, 52 (1995).

J.-J. Zoudy, D. Touahri, O. Acef, L. Hilico, M. Abed, A. Clairon, Y. Millerioux, Felder, B. de Beauvoir, F. Nez, F. Biraben, L. Julien, Proc. SPIE 2378, 147 (1995).

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

Type I angular PM curve for 29-THz (λ1 = 10.2 μm) upconversion of visible and IR sources using AgGaS2. The range of λ2 can be extended to as high as 12 μm. The inset shows experimental (internal) PM angles measured near λ2 = 0.842 μm.

Fig. 2
Fig. 2

Experimental setup: ECL, extended-cavity laser; FI’s, optical isolators; AP’s, anamorphic prism pairs; SF’s, spatial filters; BP, bandpass; λ/2, half-wave plate. Both lasers are polarized perpendicular to the plane of the figure.

Fig. 3
Fig. 3

Upconverted power versus pump power P22 = 842 nm) for different values of CO2 signal power P1. The inset shows P3/P2 as a function of P13 = 500 μW/W2).

Fig. 4
Fig. 4

(a) Examples of atomic and molecular lines separated by some rational fractions of f0 from the Rb two-photon reference. (b), (c) Bridging of frequency gaps equal to 1/3 and 2/3 of f0 and 1/4, 1/2, and 3/4 of f0, respectively, in the near-IR (f0 = 26–32 THz) using frequency chains employing 2:1 frequency-divider devices and upconversion processes. (d) Transposition of a frequency-difference measurement (Δ < 7 THz) from the near IR to 10 μm.

Equations (2)

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

Γ 3 = K ( l c w 0 ) 2 exp ( α 3 l c ) G ( λ , t ) ,
K = 8 ω 3 2 d eff 2 π ε 0 c 3 n 1 n 2 n 3 μ ( 1 + μ ) 2 ,

Metrics