Abstract

Cavity ringdown spectra of ammonia at 10 parts in 109 by volume (ppbv) and higher concentrations were recorded by use of a 16-mW continuous-wave quantum-casacde distributed-feedback laser at 8.5 µm whose wavelength was continuously temperature tuned over 15 nm. A sensitivity (noise-equivalent absorbance) of 3.4×10-9 cm-1 Hz-1/2 was achieved for ammonia in nitrogen at standard temperature and pressure, which corresponds to a detection limit of 0.25 ppbv.

© 2000 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. K. W. Busch and M. A. Busch, in Cavity Ring-Down Spectroscopy: An Ultratrace-Absorption Measurement Technique, Vol. 720 of American Chemical Society Symposium Series (American Chemical Society, Washington, D.C., 1999).
    [Crossref]
  2. F. Capasso, C. Gmachl, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Phys. World 12(6) 27 (1999).
  3. F. Capasso and A. Y. Cho, Surf. Sci. 299/300, 878 (1994).
    [Crossref]
  4. C. Gmachl, F. Capasso, A. Tredicucci, D. L. Sivco, A. Hutchinson, and A. Y. Cho, Electron. Lett. 34, 1103 (1998).
    [Crossref]
  5. R. M. Williams, J. F. Kelly, J. S. Hartman, S. W. Sharpe, M. S. Taubman, J. L. Hall, F. Capasso, C. Gmachl, D. L. Sivco, J. N. Baillargeon, and A. Y. Cho, Opt. Lett. 24, 1844 (1999).
    [Crossref]
  6. K. Namjou, S. Cai, E. A. Whittaker, J. Faist, C. Gmachl, F. Capasso, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Opt. Lett. 23, 219 (1998).
    [Crossref]
  7. S. W. Sharpe, J. F. Kelly, J. S. Hartman, C. Gmachl, F. Capasso, D. L. Sivco, J. N. Baillargeon, and A. Y. Cho, Opt. Lett. 23, 1396 (1998).
    [Crossref]
  8. B. A. Paldus, T. G. Spence, R. N. Zare, J. Oomens, F. J. M. Harren, D. H. Parker, C. Gmachl, F. Capasso, D. L. Sivco, J. N. Baillargeon, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Opt. Lett. 24, 178 (1999).
    [Crossref]
  9. C. Gmachl, F. Capasso, A. Tredicucci, D. L. Sivco, R. Köhler, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 5, 808 (1999).
    [Crossref]
  10. B. A. Paldus, C. C. Harb, T. G. Spence, B. Wilke, J. Xie, J. S. Harris, and R. N. Zare, J. Appl. Phys. 83, 3991 (1998).
    [Crossref]
  11. D. Romanini, A. A. Kachanov, N. Sadeghi, and F. Stoeckel, Chem. Phys. Lett. 264, 316 (1997).
  12. www.hitran.com .
  13. T. G. Spence, C. C. Harb, B. A. Paldus, R. N. Zare, B. Willke, and R. L. Byer, Rev. Sci. Instrum. 71, 347 (2000).
    [Crossref]
  14. M. Murtz, B. Frech, and W. Urban, Appl. Phys. B 68, 243 (1999).
    [Crossref]

2000 (1)

T. G. Spence, C. C. Harb, B. A. Paldus, R. N. Zare, B. Willke, and R. L. Byer, Rev. Sci. Instrum. 71, 347 (2000).
[Crossref]

1999 (5)

M. Murtz, B. Frech, and W. Urban, Appl. Phys. B 68, 243 (1999).
[Crossref]

F. Capasso, C. Gmachl, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Phys. World 12(6) 27 (1999).

R. M. Williams, J. F. Kelly, J. S. Hartman, S. W. Sharpe, M. S. Taubman, J. L. Hall, F. Capasso, C. Gmachl, D. L. Sivco, J. N. Baillargeon, and A. Y. Cho, Opt. Lett. 24, 1844 (1999).
[Crossref]

B. A. Paldus, T. G. Spence, R. N. Zare, J. Oomens, F. J. M. Harren, D. H. Parker, C. Gmachl, F. Capasso, D. L. Sivco, J. N. Baillargeon, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Opt. Lett. 24, 178 (1999).
[Crossref]

C. Gmachl, F. Capasso, A. Tredicucci, D. L. Sivco, R. Köhler, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 5, 808 (1999).
[Crossref]

1998 (4)

B. A. Paldus, C. C. Harb, T. G. Spence, B. Wilke, J. Xie, J. S. Harris, and R. N. Zare, J. Appl. Phys. 83, 3991 (1998).
[Crossref]

K. Namjou, S. Cai, E. A. Whittaker, J. Faist, C. Gmachl, F. Capasso, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Opt. Lett. 23, 219 (1998).
[Crossref]

S. W. Sharpe, J. F. Kelly, J. S. Hartman, C. Gmachl, F. Capasso, D. L. Sivco, J. N. Baillargeon, and A. Y. Cho, Opt. Lett. 23, 1396 (1998).
[Crossref]

C. Gmachl, F. Capasso, A. Tredicucci, D. L. Sivco, A. Hutchinson, and A. Y. Cho, Electron. Lett. 34, 1103 (1998).
[Crossref]

1997 (1)

D. Romanini, A. A. Kachanov, N. Sadeghi, and F. Stoeckel, Chem. Phys. Lett. 264, 316 (1997).

1994 (1)

F. Capasso and A. Y. Cho, Surf. Sci. 299/300, 878 (1994).
[Crossref]

Baillargeon, J. N.

Busch, K. W.

K. W. Busch and M. A. Busch, in Cavity Ring-Down Spectroscopy: An Ultratrace-Absorption Measurement Technique, Vol. 720 of American Chemical Society Symposium Series (American Chemical Society, Washington, D.C., 1999).
[Crossref]

Busch, M. A.

K. W. Busch and M. A. Busch, in Cavity Ring-Down Spectroscopy: An Ultratrace-Absorption Measurement Technique, Vol. 720 of American Chemical Society Symposium Series (American Chemical Society, Washington, D.C., 1999).
[Crossref]

Byer, R. L.

T. G. Spence, C. C. Harb, B. A. Paldus, R. N. Zare, B. Willke, and R. L. Byer, Rev. Sci. Instrum. 71, 347 (2000).
[Crossref]

Cai, S.

Capasso, F.

Cho, A. Y.

Faist, J.

Frech, B.

M. Murtz, B. Frech, and W. Urban, Appl. Phys. B 68, 243 (1999).
[Crossref]

Gmachl, C.

Hall, J. L.

Harb, C. C.

T. G. Spence, C. C. Harb, B. A. Paldus, R. N. Zare, B. Willke, and R. L. Byer, Rev. Sci. Instrum. 71, 347 (2000).
[Crossref]

B. A. Paldus, C. C. Harb, T. G. Spence, B. Wilke, J. Xie, J. S. Harris, and R. N. Zare, J. Appl. Phys. 83, 3991 (1998).
[Crossref]

Harren, F. J. M.

Harris, J. S.

B. A. Paldus, C. C. Harb, T. G. Spence, B. Wilke, J. Xie, J. S. Harris, and R. N. Zare, J. Appl. Phys. 83, 3991 (1998).
[Crossref]

Hartman, J. S.

Hutchinson, A.

C. Gmachl, F. Capasso, A. Tredicucci, D. L. Sivco, A. Hutchinson, and A. Y. Cho, Electron. Lett. 34, 1103 (1998).
[Crossref]

Hutchinson, A. L.

C. Gmachl, F. Capasso, A. Tredicucci, D. L. Sivco, R. Köhler, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 5, 808 (1999).
[Crossref]

B. A. Paldus, T. G. Spence, R. N. Zare, J. Oomens, F. J. M. Harren, D. H. Parker, C. Gmachl, F. Capasso, D. L. Sivco, J. N. Baillargeon, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Opt. Lett. 24, 178 (1999).
[Crossref]

Kachanov, A. A.

D. Romanini, A. A. Kachanov, N. Sadeghi, and F. Stoeckel, Chem. Phys. Lett. 264, 316 (1997).

Kelly, J. F.

Köhler, R.

C. Gmachl, F. Capasso, A. Tredicucci, D. L. Sivco, R. Köhler, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 5, 808 (1999).
[Crossref]

Murtz, M.

M. Murtz, B. Frech, and W. Urban, Appl. Phys. B 68, 243 (1999).
[Crossref]

Namjou, K.

Oomens, J.

Paldus, B. A.

T. G. Spence, C. C. Harb, B. A. Paldus, R. N. Zare, B. Willke, and R. L. Byer, Rev. Sci. Instrum. 71, 347 (2000).
[Crossref]

B. A. Paldus, T. G. Spence, R. N. Zare, J. Oomens, F. J. M. Harren, D. H. Parker, C. Gmachl, F. Capasso, D. L. Sivco, J. N. Baillargeon, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Opt. Lett. 24, 178 (1999).
[Crossref]

B. A. Paldus, C. C. Harb, T. G. Spence, B. Wilke, J. Xie, J. S. Harris, and R. N. Zare, J. Appl. Phys. 83, 3991 (1998).
[Crossref]

Parker, D. H.

Romanini, D.

D. Romanini, A. A. Kachanov, N. Sadeghi, and F. Stoeckel, Chem. Phys. Lett. 264, 316 (1997).

Sadeghi, N.

D. Romanini, A. A. Kachanov, N. Sadeghi, and F. Stoeckel, Chem. Phys. Lett. 264, 316 (1997).

Sharpe, S. W.

Sivco, D. L.

Spence, T. G.

T. G. Spence, C. C. Harb, B. A. Paldus, R. N. Zare, B. Willke, and R. L. Byer, Rev. Sci. Instrum. 71, 347 (2000).
[Crossref]

B. A. Paldus, T. G. Spence, R. N. Zare, J. Oomens, F. J. M. Harren, D. H. Parker, C. Gmachl, F. Capasso, D. L. Sivco, J. N. Baillargeon, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Opt. Lett. 24, 178 (1999).
[Crossref]

B. A. Paldus, C. C. Harb, T. G. Spence, B. Wilke, J. Xie, J. S. Harris, and R. N. Zare, J. Appl. Phys. 83, 3991 (1998).
[Crossref]

Stoeckel, F.

D. Romanini, A. A. Kachanov, N. Sadeghi, and F. Stoeckel, Chem. Phys. Lett. 264, 316 (1997).

Taubman, M. S.

Tredicucci, A.

C. Gmachl, F. Capasso, A. Tredicucci, D. L. Sivco, R. Köhler, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 5, 808 (1999).
[Crossref]

C. Gmachl, F. Capasso, A. Tredicucci, D. L. Sivco, A. Hutchinson, and A. Y. Cho, Electron. Lett. 34, 1103 (1998).
[Crossref]

Urban, W.

M. Murtz, B. Frech, and W. Urban, Appl. Phys. B 68, 243 (1999).
[Crossref]

Whittaker, E. A.

Wilke, B.

B. A. Paldus, C. C. Harb, T. G. Spence, B. Wilke, J. Xie, J. S. Harris, and R. N. Zare, J. Appl. Phys. 83, 3991 (1998).
[Crossref]

Williams, R. M.

Willke, B.

T. G. Spence, C. C. Harb, B. A. Paldus, R. N. Zare, B. Willke, and R. L. Byer, Rev. Sci. Instrum. 71, 347 (2000).
[Crossref]

Xie, J.

B. A. Paldus, C. C. Harb, T. G. Spence, B. Wilke, J. Xie, J. S. Harris, and R. N. Zare, J. Appl. Phys. 83, 3991 (1998).
[Crossref]

Zare, R. N.

T. G. Spence, C. C. Harb, B. A. Paldus, R. N. Zare, B. Willke, and R. L. Byer, Rev. Sci. Instrum. 71, 347 (2000).
[Crossref]

B. A. Paldus, T. G. Spence, R. N. Zare, J. Oomens, F. J. M. Harren, D. H. Parker, C. Gmachl, F. Capasso, D. L. Sivco, J. N. Baillargeon, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Opt. Lett. 24, 178 (1999).
[Crossref]

B. A. Paldus, C. C. Harb, T. G. Spence, B. Wilke, J. Xie, J. S. Harris, and R. N. Zare, J. Appl. Phys. 83, 3991 (1998).
[Crossref]

Appl. Phys. B (1)

M. Murtz, B. Frech, and W. Urban, Appl. Phys. B 68, 243 (1999).
[Crossref]

Chem. Phys. Lett. (1)

D. Romanini, A. A. Kachanov, N. Sadeghi, and F. Stoeckel, Chem. Phys. Lett. 264, 316 (1997).

Electron. Lett. (1)

C. Gmachl, F. Capasso, A. Tredicucci, D. L. Sivco, A. Hutchinson, and A. Y. Cho, Electron. Lett. 34, 1103 (1998).
[Crossref]

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. (1)

C. Gmachl, F. Capasso, A. Tredicucci, D. L. Sivco, R. Köhler, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 5, 808 (1999).
[Crossref]

J. Appl. Phys. (1)

B. A. Paldus, C. C. Harb, T. G. Spence, B. Wilke, J. Xie, J. S. Harris, and R. N. Zare, J. Appl. Phys. 83, 3991 (1998).
[Crossref]

Opt. Lett. (4)

Phys. World (1)

F. Capasso, C. Gmachl, D. L. Sivco, and A. Y. Cho, Phys. World 12(6) 27 (1999).

Rev. Sci. Instrum. (1)

T. G. Spence, C. C. Harb, B. A. Paldus, R. N. Zare, B. Willke, and R. L. Byer, Rev. Sci. Instrum. 71, 347 (2000).
[Crossref]

Surf. Sci. (1)

F. Capasso and A. Y. Cho, Surf. Sci. 299/300, 878 (1994).
[Crossref]

Other (2)

K. W. Busch and M. A. Busch, in Cavity Ring-Down Spectroscopy: An Ultratrace-Absorption Measurement Technique, Vol. 720 of American Chemical Society Symposium Series (American Chemical Society, Washington, D.C., 1999).
[Crossref]

www.hitran.com .

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

Block diagram of the CDRS.9 PZT, piezoelectric transducer.

Fig. 2
Fig. 2

Optical resonator transmission (bottom) as a function of frequency when the cavity length is swept in time, with a voltage sweep (top).

Fig. 3
Fig. 3

Single-shot statistics for 500 shots, for a stationary wavelength λ=8.45 µm at T=45.3 K and a ringdown cavity filled with nitrogen.

Fig. 4
Fig. 4

(a) Single-shot spectrum of 4-ppmv ammonia in nitrogen compared with a spectrum generated by HITRAN96. (b) Averaged spectra of 10-ppbv ammonia at STP.

Metrics