Abstract

We describe a simple method for greatly reducing optical phase perturbations in a nanosecond pulsed dye amplifier. The laser dye mix is tailored to produce a susceptibility near zero at the operating wavelength. Frequency shifts are reduced to less than 3 MHz, and frequency chirping to less than 10 MHz, without significant loss of amplified power. This technique has been used to improve the accuracy of precision far-UV wavelength measurements in H2 to 7 parts in 109.

© 1997 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. E. A. Hildum, U. Boesl, D. H. McIntyre, R. G. Beausoleil, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 56, 576 (1986).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. J. M. Gilligan and E. E. Eyler, Phys. Rev. A 46, 3676 (1992).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
    [CrossRef]
  4. K. Eikema, “QED and the ground state of helium:precision extreme ultraviolet laser spectroscopy,” Ph.D. dissertation (Vrije Universiteit, Amsterdam, 1996); see also K. S. E. Eikema, W. Ubachs, W. Vassen, and W. Hogervorst, Phys. Rev. Lett. 76, 1216 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. M. S. Fee, K. Danzmann, and S. Chu, Phys. Rev. A 45, 4911 (1992).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. S. Gangopadhyay, N. Melikechi, and E. E. Eyler, J. Opt. Soc. Am. B 11, 231 (1994).
    [CrossRef]
  7. N. Melikechi, S. Gangopadhyay, and E. E. Eyler, J. Opt. Soc. Am. B 11, 2402 (1994).
    [CrossRef]
  8. B. Comaskey, T. Daly, C. Haynam, J. Morris, J. Paisner, and R. Young, Proc. SPIE 912, 73 (1988).
    [CrossRef]
  9. R. A. Haas and M. D. Rotter, Phys. Rev. A 43, 1573 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. N. Melikechi, S. Gangopadhyay, J. C. Meiners, E. E. Eyler, and A. Yiannopoulou, “Precise determination of EF  1Σg+ in H2, D2, and HD,” Phys. Rev. A (to be published).

1994 (3)

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

S. Gangopadhyay, N. Melikechi, and E. E. Eyler, J. Opt. Soc. Am. B 11, 231 (1994).
[CrossRef]

N. Melikechi, S. Gangopadhyay, and E. E. Eyler, J. Opt. Soc. Am. B 11, 2402 (1994).
[CrossRef]

1992 (2)

M. S. Fee, K. Danzmann, and S. Chu, Phys. Rev. A 45, 4911 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

J. M. Gilligan and E. E. Eyler, Phys. Rev. A 46, 3676 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

1991 (1)

R. A. Haas and M. D. Rotter, Phys. Rev. A 43, 1573 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

1988 (1)

B. Comaskey, T. Daly, C. Haynam, J. Morris, J. Paisner, and R. Young, Proc. SPIE 912, 73 (1988).
[CrossRef]

1986 (1)

E. A. Hildum, U. Boesl, D. H. McIntyre, R. G. Beausoleil, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 56, 576 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Baird, P. E. G.

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

Barr, J. R. M.

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

Beausoleil, R. G.

E. A. Hildum, U. Boesl, D. H. McIntyre, R. G. Beausoleil, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 56, 576 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Berkeland, D.

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

Boesl, U.

E. A. Hildum, U. Boesl, D. H. McIntyre, R. G. Beausoleil, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 56, 576 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Boshier, M. G.

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

Braun, B.

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

Chu, S.

M. S. Fee, K. Danzmann, and S. Chu, Phys. Rev. A 45, 4911 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Comaskey, B.

B. Comaskey, T. Daly, C. Haynam, J. Morris, J. Paisner, and R. Young, Proc. SPIE 912, 73 (1988).
[CrossRef]

Daly, T.

B. Comaskey, T. Daly, C. Haynam, J. Morris, J. Paisner, and R. Young, Proc. SPIE 912, 73 (1988).
[CrossRef]

Danzmann, K.

M. S. Fee, K. Danzmann, and S. Chu, Phys. Rev. A 45, 4911 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Eaton, G. H.

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

Eikema, K.

K. Eikema, “QED and the ground state of helium:precision extreme ultraviolet laser spectroscopy,” Ph.D. dissertation (Vrije Universiteit, Amsterdam, 1996); see also K. S. E. Eikema, W. Ubachs, W. Vassen, and W. Hogervorst, Phys. Rev. Lett. 76, 1216 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

Eyler, E. E.

S. Gangopadhyay, N. Melikechi, and E. E. Eyler, J. Opt. Soc. Am. B 11, 231 (1994).
[CrossRef]

N. Melikechi, S. Gangopadhyay, and E. E. Eyler, J. Opt. Soc. Am. B 11, 2402 (1994).
[CrossRef]

J. M. Gilligan and E. E. Eyler, Phys. Rev. A 46, 3676 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

N. Melikechi, S. Gangopadhyay, J. C. Meiners, E. E. Eyler, and A. Yiannopoulou, “Precise determination of EF  1Σg+ in H2, D2, and HD,” Phys. Rev. A (to be published).

Fee, M. S.

M. S. Fee, K. Danzmann, and S. Chu, Phys. Rev. A 45, 4911 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Fergusen, A. I.

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

Gangopadhyay, S.

N. Melikechi, S. Gangopadhyay, and E. E. Eyler, J. Opt. Soc. Am. B 11, 2402 (1994).
[CrossRef]

S. Gangopadhyay, N. Melikechi, and E. E. Eyler, J. Opt. Soc. Am. B 11, 231 (1994).
[CrossRef]

N. Melikechi, S. Gangopadhyay, J. C. Meiners, E. E. Eyler, and A. Yiannopoulou, “Precise determination of EF  1Σg+ in H2, D2, and HD,” Phys. Rev. A (to be published).

Geerbs, H.

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

Gilligan, J. M.

J. M. Gilligan and E. E. Eyler, Phys. Rev. A 46, 3676 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Haas, R. A.

R. A. Haas and M. D. Rotter, Phys. Rev. A 43, 1573 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Hänsch, T. W.

E. A. Hildum, U. Boesl, D. H. McIntyre, R. G. Beausoleil, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 56, 576 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Haynam, C.

B. Comaskey, T. Daly, C. Haynam, J. Morris, J. Paisner, and R. Young, Proc. SPIE 912, 73 (1988).
[CrossRef]

Hildum, E. A.

E. A. Hildum, U. Boesl, D. H. McIntyre, R. G. Beausoleil, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 56, 576 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Hughes, V. W.

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

Jungmann, K.

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

Maas, F.

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

Matousek, P.

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

Matthias, B. E.

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

McIntyre, D. H.

E. A. Hildum, U. Boesl, D. H. McIntyre, R. G. Beausoleil, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 56, 576 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Meiners, J. C.

N. Melikechi, S. Gangopadhyay, J. C. Meiners, E. E. Eyler, and A. Yiannopoulou, “Precise determination of EF  1Σg+ in H2, D2, and HD,” Phys. Rev. A (to be published).

Melikechi, N.

S. Gangopadhyay, N. Melikechi, and E. E. Eyler, J. Opt. Soc. Am. B 11, 231 (1994).
[CrossRef]

N. Melikechi, S. Gangopadhyay, and E. E. Eyler, J. Opt. Soc. Am. B 11, 2402 (1994).
[CrossRef]

N. Melikechi, S. Gangopadhyay, J. C. Meiners, E. E. Eyler, and A. Yiannopoulou, “Precise determination of EF  1Σg+ in H2, D2, and HD,” Phys. Rev. A (to be published).

Morris, J.

B. Comaskey, T. Daly, C. Haynam, J. Morris, J. Paisner, and R. Young, Proc. SPIE 912, 73 (1988).
[CrossRef]

Paisner, J.

B. Comaskey, T. Daly, C. Haynam, J. Morris, J. Paisner, and R. Young, Proc. SPIE 912, 73 (1988).
[CrossRef]

Persaud, M. A.

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

Riis, E.

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

Rotter, M. D.

R. A. Haas and M. D. Rotter, Phys. Rev. A 43, 1573 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Sandars, P. G. H.

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

Toner, W. T.

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

Towrie, M.

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

Woodle, K. A.

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

Woodman, G. S.

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

Yiannopoulou, A.

N. Melikechi, S. Gangopadhyay, J. C. Meiners, E. E. Eyler, and A. Yiannopoulou, “Precise determination of EF  1Σg+ in H2, D2, and HD,” Phys. Rev. A (to be published).

Young, R.

B. Comaskey, T. Daly, C. Haynam, J. Morris, J. Paisner, and R. Young, Proc. SPIE 912, 73 (1988).
[CrossRef]

Zhang, L.

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

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

Phys. Lett. A (1)

F. Maas, B. Braun, H. Geerbs, K. Jungmann, B. E. Matthias, L. Zhang, P. E. G. Baird, P. G. H. Sandars, G. S. Woodman, G. H. Eaton, P. Matousek, W. T. Toner, M. Towrie, J. R. M. Barr, A. I. Fergusen, M. A. Persaud, E. Riis, D. Berkeland, M. G. Boshier, V. W. Hughes, and K. A. Woodle, Phys. Lett. A 187, 247 (1994).
[CrossRef]

Phys. Rev. A (3)

J. M. Gilligan and E. E. Eyler, Phys. Rev. A 46, 3676 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

R. A. Haas and M. D. Rotter, Phys. Rev. A 43, 1573 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

M. S. Fee, K. Danzmann, and S. Chu, Phys. Rev. A 45, 4911 (1992).
[CrossRef] [PubMed]

Phys. Rev. Lett. (1)

E. A. Hildum, U. Boesl, D. H. McIntyre, R. G. Beausoleil, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 56, 576 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Proc. SPIE (1)

B. Comaskey, T. Daly, C. Haynam, J. Morris, J. Paisner, and R. Young, Proc. SPIE 912, 73 (1988).
[CrossRef]

Other (2)

N. Melikechi, S. Gangopadhyay, J. C. Meiners, E. E. Eyler, and A. Yiannopoulou, “Precise determination of EF  1Σg+ in H2, D2, and HD,” Phys. Rev. A (to be published).

K. Eikema, “QED and the ground state of helium:precision extreme ultraviolet laser spectroscopy,” Ph.D. dissertation (Vrije Universiteit, Amsterdam, 1996); see also K. S. E. Eikema, W. Ubachs, W. Vassen, and W. Hogervorst, Phys. Rev. Lett. 76, 1216 (1996).
[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 (3)

Fig. 1
Fig. 1

Measured evolution of the instantaneous frequency at 606 nm with R610 laser dye in a three-cell pulsed amplifier chain.

Fig. 2
Fig. 2

Evolution of the instantaneous frequency with an optimized mix of R610 and DCM at 606 nm.

Fig. 3
Fig. 3

Comparison of predicted and actual line shapes for a two-photon EFX transition in molecular hydrogen [Q1 branch of the 0–0 band]. The prediction is calculated from the measured phase evolution at 606 nm; the experiment uses third-harmonic photons at 202 nm.

Equations (1)

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

finstL,τ=finst0,τ-L2nsωλαωddτN1τ,

Metrics