Abstract

The interferometric four-wave mixing technique with broadband light is extended to measurements of population relaxation. For what is believed to be the first time, the population relaxation rate in the presence of a pump field is measured. It is shown that stimulated emission can significantly affect the results when one is dealing with resonant transient wave mixing, and, consequently, in most cases stimulated processes should be taken into account.

© 2001 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. M. A. Vasil’eva, V. I. Malyshev, A. V. Masalov, and P. S. Antsiferov, Bull. Acad. Sci. USSR, Phys. Ser. 46, 167 (1982).
  2. M. Tomita and M. Matsuoka, J. Opt. Soc. Am. B 3, 560 (1986).
    [CrossRef]
  3. N. Morita, T. Tokizaki, and T. Yajima, J. Opt. Soc. Am. B 4, 1269 (1987).
    [CrossRef]
  4. P. A. Apanasevich, V. P. Kozich, and A. I. Vodschitz, J. Mod. Opt. 35, 1933 (1988).
    [CrossRef]
  5. L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, Cid B. de Araújo, and J. R. Rios Leite, IEEE J. Quantum Electron. 26, 1277 (1990).
    [CrossRef]
  6. L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, J. M. Hickmann, and C. B. de Araújo, Appl. Phys. Lett. 56, 2279 (1990).
    [CrossRef]
  7. A. Lau, M. Pfeiffer, V. Kozich, and F. Tschirschwitz, J. Chem. Phys. 108, 4173 (1998).
  8. J. C. Kirkwood, A. C. Albrecht, and D. J. Ulness, J. Chem. Phys. 111, 253 (1999).
  9. M. A. Dugan and A. C. Albrecht, Phys. Rev. A 43, 3877 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. M. A. Dugan and A. C. Albrecht, Phys. Rev. A 43, 3922 (1991).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. S. A. Schaertel, A. C. Albrecht, A. Lau, and A. Kummrow, Appl. Phys. B 59, 377 (1994).
    [CrossRef]
  12. V. P. Kozich, A. Lau, M. Pfeiffer, and A. Kummrow, J. Raman Spectrosc. 30, 473 (1999).
    [CrossRef]
  13. T. Kobayashi, A. Terasaki, T. Hattori, and K. Kurokawa, Appl. Phys. B 47, 107 (1988).
    [CrossRef]
  14. A. B. Myers and R. M. Hochstrasser, IEEE J. Quantum Electron. QE-22, 1482 (1986).
    [CrossRef]
  15. A. Kummrow, A. Lau, and H. G. Ludewig, Opt. Commun. 107, 137 (1994).
    [CrossRef]
  16. A. I. Vodchits, V. P. Kozich, and B. L. Kontsevoy, Opt. Spectrosc. 70, 516 (1991).
  17. J. R. Taylor, M. C. Adams, and W. Sibbett, Appl. Phys. 21, 13 (1980).

1999 (2)

J. C. Kirkwood, A. C. Albrecht, and D. J. Ulness, J. Chem. Phys. 111, 253 (1999).

V. P. Kozich, A. Lau, M. Pfeiffer, and A. Kummrow, J. Raman Spectrosc. 30, 473 (1999).
[CrossRef]

1998 (1)

A. Lau, M. Pfeiffer, V. Kozich, and F. Tschirschwitz, J. Chem. Phys. 108, 4173 (1998).

1994 (2)

S. A. Schaertel, A. C. Albrecht, A. Lau, and A. Kummrow, Appl. Phys. B 59, 377 (1994).
[CrossRef]

A. Kummrow, A. Lau, and H. G. Ludewig, Opt. Commun. 107, 137 (1994).
[CrossRef]

1991 (3)

A. I. Vodchits, V. P. Kozich, and B. L. Kontsevoy, Opt. Spectrosc. 70, 516 (1991).

M. A. Dugan and A. C. Albrecht, Phys. Rev. A 43, 3877 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

M. A. Dugan and A. C. Albrecht, Phys. Rev. A 43, 3922 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

1990 (2)

L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, Cid B. de Araújo, and J. R. Rios Leite, IEEE J. Quantum Electron. 26, 1277 (1990).
[CrossRef]

L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, J. M. Hickmann, and C. B. de Araújo, Appl. Phys. Lett. 56, 2279 (1990).
[CrossRef]

1988 (2)

P. A. Apanasevich, V. P. Kozich, and A. I. Vodschitz, J. Mod. Opt. 35, 1933 (1988).
[CrossRef]

T. Kobayashi, A. Terasaki, T. Hattori, and K. Kurokawa, Appl. Phys. B 47, 107 (1988).
[CrossRef]

1987 (1)

1986 (2)

M. Tomita and M. Matsuoka, J. Opt. Soc. Am. B 3, 560 (1986).
[CrossRef]

A. B. Myers and R. M. Hochstrasser, IEEE J. Quantum Electron. QE-22, 1482 (1986).
[CrossRef]

1982 (1)

M. A. Vasil’eva, V. I. Malyshev, A. V. Masalov, and P. S. Antsiferov, Bull. Acad. Sci. USSR, Phys. Ser. 46, 167 (1982).

1980 (1)

J. R. Taylor, M. C. Adams, and W. Sibbett, Appl. Phys. 21, 13 (1980).

Acioli, L. H.

L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, Cid B. de Araújo, and J. R. Rios Leite, IEEE J. Quantum Electron. 26, 1277 (1990).
[CrossRef]

L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, J. M. Hickmann, and C. B. de Araújo, Appl. Phys. Lett. 56, 2279 (1990).
[CrossRef]

Adams, M. C.

J. R. Taylor, M. C. Adams, and W. Sibbett, Appl. Phys. 21, 13 (1980).

Albrecht, A. C.

J. C. Kirkwood, A. C. Albrecht, and D. J. Ulness, J. Chem. Phys. 111, 253 (1999).

S. A. Schaertel, A. C. Albrecht, A. Lau, and A. Kummrow, Appl. Phys. B 59, 377 (1994).
[CrossRef]

M. A. Dugan and A. C. Albrecht, Phys. Rev. A 43, 3877 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

M. A. Dugan and A. C. Albrecht, Phys. Rev. A 43, 3922 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Antsiferov, P. S.

M. A. Vasil’eva, V. I. Malyshev, A. V. Masalov, and P. S. Antsiferov, Bull. Acad. Sci. USSR, Phys. Ser. 46, 167 (1982).

Apanasevich, P. A.

P. A. Apanasevich, V. P. Kozich, and A. I. Vodschitz, J. Mod. Opt. 35, 1933 (1988).
[CrossRef]

de Araújo, C. B.

L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, J. M. Hickmann, and C. B. de Araújo, Appl. Phys. Lett. 56, 2279 (1990).
[CrossRef]

de Araújo, Cid B.

L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, Cid B. de Araújo, and J. R. Rios Leite, IEEE J. Quantum Electron. 26, 1277 (1990).
[CrossRef]

Dugan, M. A.

M. A. Dugan and A. C. Albrecht, Phys. Rev. A 43, 3922 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

M. A. Dugan and A. C. Albrecht, Phys. Rev. A 43, 3877 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

Gomes, A. S. L.

L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, J. M. Hickmann, and C. B. de Araújo, Appl. Phys. Lett. 56, 2279 (1990).
[CrossRef]

L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, Cid B. de Araújo, and J. R. Rios Leite, IEEE J. Quantum Electron. 26, 1277 (1990).
[CrossRef]

Hattori, T.

T. Kobayashi, A. Terasaki, T. Hattori, and K. Kurokawa, Appl. Phys. B 47, 107 (1988).
[CrossRef]

Hickmann, J. M.

L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, J. M. Hickmann, and C. B. de Araújo, Appl. Phys. Lett. 56, 2279 (1990).
[CrossRef]

Hochstrasser, R. M.

A. B. Myers and R. M. Hochstrasser, IEEE J. Quantum Electron. QE-22, 1482 (1986).
[CrossRef]

Kirkwood, J. C.

J. C. Kirkwood, A. C. Albrecht, and D. J. Ulness, J. Chem. Phys. 111, 253 (1999).

Kobayashi, T.

T. Kobayashi, A. Terasaki, T. Hattori, and K. Kurokawa, Appl. Phys. B 47, 107 (1988).
[CrossRef]

Kontsevoy, B. L.

A. I. Vodchits, V. P. Kozich, and B. L. Kontsevoy, Opt. Spectrosc. 70, 516 (1991).

Kozich, V.

A. Lau, M. Pfeiffer, V. Kozich, and F. Tschirschwitz, J. Chem. Phys. 108, 4173 (1998).

Kozich, V. P.

V. P. Kozich, A. Lau, M. Pfeiffer, and A. Kummrow, J. Raman Spectrosc. 30, 473 (1999).
[CrossRef]

A. I. Vodchits, V. P. Kozich, and B. L. Kontsevoy, Opt. Spectrosc. 70, 516 (1991).

P. A. Apanasevich, V. P. Kozich, and A. I. Vodschitz, J. Mod. Opt. 35, 1933 (1988).
[CrossRef]

Kummrow, A.

V. P. Kozich, A. Lau, M. Pfeiffer, and A. Kummrow, J. Raman Spectrosc. 30, 473 (1999).
[CrossRef]

A. Kummrow, A. Lau, and H. G. Ludewig, Opt. Commun. 107, 137 (1994).
[CrossRef]

S. A. Schaertel, A. C. Albrecht, A. Lau, and A. Kummrow, Appl. Phys. B 59, 377 (1994).
[CrossRef]

Kurokawa, K.

T. Kobayashi, A. Terasaki, T. Hattori, and K. Kurokawa, Appl. Phys. B 47, 107 (1988).
[CrossRef]

Lau, A.

V. P. Kozich, A. Lau, M. Pfeiffer, and A. Kummrow, J. Raman Spectrosc. 30, 473 (1999).
[CrossRef]

A. Lau, M. Pfeiffer, V. Kozich, and F. Tschirschwitz, J. Chem. Phys. 108, 4173 (1998).

S. A. Schaertel, A. C. Albrecht, A. Lau, and A. Kummrow, Appl. Phys. B 59, 377 (1994).
[CrossRef]

A. Kummrow, A. Lau, and H. G. Ludewig, Opt. Commun. 107, 137 (1994).
[CrossRef]

Ludewig, H. G.

A. Kummrow, A. Lau, and H. G. Ludewig, Opt. Commun. 107, 137 (1994).
[CrossRef]

Malyshev, V. I.

M. A. Vasil’eva, V. I. Malyshev, A. V. Masalov, and P. S. Antsiferov, Bull. Acad. Sci. USSR, Phys. Ser. 46, 167 (1982).

Masalov, A. V.

M. A. Vasil’eva, V. I. Malyshev, A. V. Masalov, and P. S. Antsiferov, Bull. Acad. Sci. USSR, Phys. Ser. 46, 167 (1982).

Matsuoka, M.

Morita, N.

Myers, A. B.

A. B. Myers and R. M. Hochstrasser, IEEE J. Quantum Electron. QE-22, 1482 (1986).
[CrossRef]

Pfeiffer, M.

V. P. Kozich, A. Lau, M. Pfeiffer, and A. Kummrow, J. Raman Spectrosc. 30, 473 (1999).
[CrossRef]

A. Lau, M. Pfeiffer, V. Kozich, and F. Tschirschwitz, J. Chem. Phys. 108, 4173 (1998).

Rios Leite, J. R.

L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, Cid B. de Araújo, and J. R. Rios Leite, IEEE J. Quantum Electron. 26, 1277 (1990).
[CrossRef]

Schaertel, S. A.

S. A. Schaertel, A. C. Albrecht, A. Lau, and A. Kummrow, Appl. Phys. B 59, 377 (1994).
[CrossRef]

Sibbett, W.

J. R. Taylor, M. C. Adams, and W. Sibbett, Appl. Phys. 21, 13 (1980).

Taylor, J. R.

J. R. Taylor, M. C. Adams, and W. Sibbett, Appl. Phys. 21, 13 (1980).

Terasaki, A.

T. Kobayashi, A. Terasaki, T. Hattori, and K. Kurokawa, Appl. Phys. B 47, 107 (1988).
[CrossRef]

Tokizaki, T.

Tomita, M.

Tschirschwitz, F.

A. Lau, M. Pfeiffer, V. Kozich, and F. Tschirschwitz, J. Chem. Phys. 108, 4173 (1998).

Ulness, D. J.

J. C. Kirkwood, A. C. Albrecht, and D. J. Ulness, J. Chem. Phys. 111, 253 (1999).

Vasil’eva, M. A.

M. A. Vasil’eva, V. I. Malyshev, A. V. Masalov, and P. S. Antsiferov, Bull. Acad. Sci. USSR, Phys. Ser. 46, 167 (1982).

Vodchits, A. I.

A. I. Vodchits, V. P. Kozich, and B. L. Kontsevoy, Opt. Spectrosc. 70, 516 (1991).

Vodschitz, A. I.

P. A. Apanasevich, V. P. Kozich, and A. I. Vodschitz, J. Mod. Opt. 35, 1933 (1988).
[CrossRef]

Yajima, T.

Appl. Phys. (1)

J. R. Taylor, M. C. Adams, and W. Sibbett, Appl. Phys. 21, 13 (1980).

Appl. Phys. B (2)

S. A. Schaertel, A. C. Albrecht, A. Lau, and A. Kummrow, Appl. Phys. B 59, 377 (1994).
[CrossRef]

T. Kobayashi, A. Terasaki, T. Hattori, and K. Kurokawa, Appl. Phys. B 47, 107 (1988).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, J. M. Hickmann, and C. B. de Araújo, Appl. Phys. Lett. 56, 2279 (1990).
[CrossRef]

Bull. Acad. Sci. USSR, Phys. Ser. (1)

M. A. Vasil’eva, V. I. Malyshev, A. V. Masalov, and P. S. Antsiferov, Bull. Acad. Sci. USSR, Phys. Ser. 46, 167 (1982).

IEEE J. Quantum Electron. (2)

L. H. Acioli, A. S. L. Gomes, Cid B. de Araújo, and J. R. Rios Leite, IEEE J. Quantum Electron. 26, 1277 (1990).
[CrossRef]

A. B. Myers and R. M. Hochstrasser, IEEE J. Quantum Electron. QE-22, 1482 (1986).
[CrossRef]

J. Chem. Phys. (2)

A. Lau, M. Pfeiffer, V. Kozich, and F. Tschirschwitz, J. Chem. Phys. 108, 4173 (1998).

J. C. Kirkwood, A. C. Albrecht, and D. J. Ulness, J. Chem. Phys. 111, 253 (1999).

J. Mod. Opt. (1)

P. A. Apanasevich, V. P. Kozich, and A. I. Vodschitz, J. Mod. Opt. 35, 1933 (1988).
[CrossRef]

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

J. Raman Spectrosc. (1)

V. P. Kozich, A. Lau, M. Pfeiffer, and A. Kummrow, J. Raman Spectrosc. 30, 473 (1999).
[CrossRef]

Opt. Commun. (1)

A. Kummrow, A. Lau, and H. G. Ludewig, Opt. Commun. 107, 137 (1994).
[CrossRef]

Opt. Spectrosc. (1)

A. I. Vodchits, V. P. Kozich, and B. L. Kontsevoy, Opt. Spectrosc. 70, 516 (1991).

Phys. Rev. A (2)

M. A. Dugan and A. C. Albrecht, Phys. Rev. A 43, 3877 (1991).
[CrossRef] [PubMed]

M. A. Dugan and A. C. Albrecht, Phys. Rev. A 43, 3922 (1991).
[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

Beam configuration used in the present experiment.

Fig. 2
Fig. 2

IFWM signal at broadband beam intensities of (a) 49 MW/cm2 and (b) 140 MW/cm2. The narrow-band intensity was 13 MW/cm2. The curves are fits obtained from Eqs.  (6).

Fig. 3
Fig. 3

Population recovery rate γ versus the sum of average pulse intensity of the three pump beams, IΣ. The line is a linear fit according to Eq.  (7). The error bars represent uncertainties in the measurements, and the dashed line is an extrapolation to IΣ=0.

Equations (7)

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

Pt,τexp-iω2t-τ-tdt3-t3dt2-t2dt1×exp-t-t3+t2-t1/T2exp-t3-t2/T1×E2t3-τE2t2+E2t3E2t2-τE1*×exp-iΔωt-t3-t2-iω0-ω1t1+E2t3-τE2t1+E2t3E2t1-τE1*×exp-iΔωt-t3-t1-iω0-ω1t2,
E2*tE2t-τ=exp-τ/tcor,
Pt,τexp-iω2t-τ-tdt×exp-t-t/T1-iω2-ω1t×E2t-τE2t+E2tE2t-τE1*.
Iωm-dt-sP*s,τPt,τ×expiωmt-s-γslitt-s,
ISωmE1*E1-dt-s×expiωm-ω2t-s-tdt-sdt×exp-γt-t-γs-t-iω2-ω1t-t×E2*s-τE2*tE2t-τE2t+E2*s-τE2*tE2tE2t-τ+E2*sE2*t-τE2t-τE2t+E2*sE2*t-τE2tE2t-τ.
Is=I0+IΓτ+Iγτ,I0=Is0/2,IΓτ=Aexp-2 Γτcosδτ+Bsinδτ,Iγτ=Cexp-2γτω2-ω12+Γ2ω2-ωm2+Γ2×cosΔτ2γ-sinΔτΔ,
γ=2σ12IΣω+1T1,

Metrics