Abstract

The carrier-envelope phase of the pulse train emitted by a 10-fs mode-locked laser has been stabilized such that carrier-envelope phase coherence is maintained for at least 150 s (measurement limited). The phase coherence time was measured independently of the feedback loop.

© 2002 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, C. Spielmann, T. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. A. Poppe, R. Holzwarth, A. Apolonski, G. Tempea, C. Spielmann, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Appl. Phys. B 72, 977 (2001).
    [CrossRef]
  4. U. Morgner, R. Ell, G. Metzler, T. R. Schibli, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Phys. Rev. Lett. 86, 5462 (2001).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. P. Dietrich, F. Krausz, and P. B. Corkum, Opt. Lett. 25, 16 (2000).
    [CrossRef]
  6. T. Brabec and F. Krausz, Rev. Mod. Phys. 72, 545 (2000).
    [CrossRef]
  7. F. W. Helbing, G. Steinmeyer, U. Keller, R. S. Windeler, J. Stenger, and H. R. Telle, Opt. Lett. 27, 194 (2002).
    [CrossRef]
  8. C. G. Durfee, A. R. Rundquist, S. Backus, C. Herne, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 83, 2187 (1999).
    [CrossRef]
  9. G. G. Paulus, F. Grasbon, H. Walther, P. Villoresi, M. Nisoli, S. Stagira, E. Priori, and S. De Silvestri, Nature 414, 182 (2001).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. H. R. Telle, G. Steinmeyer, A. E. Dunlop, J. Stenger, D. H. Sutter, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 327 (1999).
    [CrossRef]
  11. S. T. Cundiff, J. Ye, and J. L. Hall, Rev. Sci. Instrum. 72, 3746 (2001), and references therein.
    [CrossRef]
  12. J. K. Ranka, R. S. Windeler, and A. J. Stentz, Opt. Lett. 25, 25 (2000).
    [CrossRef]
  13. L. Xu, C. Spielmann, A. Poppe, T. Brabec, F. Krausz, and T. W. Hänsch, Opt. Lett. 21, 2008 (1996).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. H. A. Haus and E. P. Ippen, Opt. Lett. 26, 1654 (2001).
    [CrossRef]
  15. T. M. Fortier, J. Ye, S. T. Cundiff, and R. S. Windeler, Opt. Lett. 27, 445 (2002).
    [CrossRef]

2002

2001

H. A. Haus and E. P. Ippen, Opt. Lett. 26, 1654 (2001).
[CrossRef]

G. G. Paulus, F. Grasbon, H. Walther, P. Villoresi, M. Nisoli, S. Stagira, E. Priori, and S. De Silvestri, Nature 414, 182 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

S. T. Cundiff, J. Ye, and J. L. Hall, Rev. Sci. Instrum. 72, 3746 (2001), and references therein.
[CrossRef]

A. Poppe, R. Holzwarth, A. Apolonski, G. Tempea, C. Spielmann, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Appl. Phys. B 72, 977 (2001).
[CrossRef]

U. Morgner, R. Ell, G. Metzler, T. R. Schibli, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Phys. Rev. Lett. 86, 5462 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

2000

T. Brabec and F. Krausz, Rev. Mod. Phys. 72, 545 (2000).
[CrossRef]

P. Dietrich, F. Krausz, and P. B. Corkum, Opt. Lett. 25, 16 (2000).
[CrossRef]

J. K. Ranka, R. S. Windeler, and A. J. Stentz, Opt. Lett. 25, 25 (2000).
[CrossRef]

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, C. Spielmann, T. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

1999

H. R. Telle, G. Steinmeyer, A. E. Dunlop, J. Stenger, D. H. Sutter, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 327 (1999).
[CrossRef]

C. G. Durfee, A. R. Rundquist, S. Backus, C. Herne, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 83, 2187 (1999).
[CrossRef]

1996

Apolonski, A.

A. Poppe, R. Holzwarth, A. Apolonski, G. Tempea, C. Spielmann, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Appl. Phys. B 72, 977 (2001).
[CrossRef]

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, C. Spielmann, T. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Backus, S.

C. G. Durfee, A. R. Rundquist, S. Backus, C. Herne, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 83, 2187 (1999).
[CrossRef]

Brabec, T.

Corkum, P. B.

Cundiff, S. T.

T. M. Fortier, J. Ye, S. T. Cundiff, and R. S. Windeler, Opt. Lett. 27, 445 (2002).
[CrossRef]

S. T. Cundiff, J. Ye, and J. L. Hall, Rev. Sci. Instrum. 72, 3746 (2001), and references therein.
[CrossRef]

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

De Silvestri, S.

G. G. Paulus, F. Grasbon, H. Walther, P. Villoresi, M. Nisoli, S. Stagira, E. Priori, and S. De Silvestri, Nature 414, 182 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Diddams, S. A.

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Dietrich, P.

Dunlop, A. E.

H. R. Telle, G. Steinmeyer, A. E. Dunlop, J. Stenger, D. H. Sutter, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 327 (1999).
[CrossRef]

Durfee, C. G.

C. G. Durfee, A. R. Rundquist, S. Backus, C. Herne, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 83, 2187 (1999).
[CrossRef]

Ell, R.

U. Morgner, R. Ell, G. Metzler, T. R. Schibli, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Phys. Rev. Lett. 86, 5462 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Fortier, T. M.

Fujimoto, J. G.

U. Morgner, R. Ell, G. Metzler, T. R. Schibli, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Phys. Rev. Lett. 86, 5462 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Grasbon, F.

G. G. Paulus, F. Grasbon, H. Walther, P. Villoresi, M. Nisoli, S. Stagira, E. Priori, and S. De Silvestri, Nature 414, 182 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Hall, J. L.

S. T. Cundiff, J. Ye, and J. L. Hall, Rev. Sci. Instrum. 72, 3746 (2001), and references therein.
[CrossRef]

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Hänsch, T. W.

A. Poppe, R. Holzwarth, A. Apolonski, G. Tempea, C. Spielmann, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Appl. Phys. B 72, 977 (2001).
[CrossRef]

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, C. Spielmann, T. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

L. Xu, C. Spielmann, A. Poppe, T. Brabec, F. Krausz, and T. W. Hänsch, Opt. Lett. 21, 2008 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

Haus, H. A.

H. A. Haus and E. P. Ippen, Opt. Lett. 26, 1654 (2001).
[CrossRef]

U. Morgner, R. Ell, G. Metzler, T. R. Schibli, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Phys. Rev. Lett. 86, 5462 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Helbing, F. W.

Herne, C.

C. G. Durfee, A. R. Rundquist, S. Backus, C. Herne, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 83, 2187 (1999).
[CrossRef]

Holzwarth, R.

A. Poppe, R. Holzwarth, A. Apolonski, G. Tempea, C. Spielmann, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Appl. Phys. B 72, 977 (2001).
[CrossRef]

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, C. Spielmann, T. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Ippen, E. P.

H. A. Haus and E. P. Ippen, Opt. Lett. 26, 1654 (2001).
[CrossRef]

U. Morgner, R. Ell, G. Metzler, T. R. Schibli, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Phys. Rev. Lett. 86, 5462 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Jones, D. J.

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Kapteyn, H. C.

C. G. Durfee, A. R. Rundquist, S. Backus, C. Herne, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 83, 2187 (1999).
[CrossRef]

Kärtner, F. X.

U. Morgner, R. Ell, G. Metzler, T. R. Schibli, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Phys. Rev. Lett. 86, 5462 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Keller, U.

F. W. Helbing, G. Steinmeyer, U. Keller, R. S. Windeler, J. Stenger, and H. R. Telle, Opt. Lett. 27, 194 (2002).
[CrossRef]

H. R. Telle, G. Steinmeyer, A. E. Dunlop, J. Stenger, D. H. Sutter, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 327 (1999).
[CrossRef]

Krausz, F.

A. Poppe, R. Holzwarth, A. Apolonski, G. Tempea, C. Spielmann, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Appl. Phys. B 72, 977 (2001).
[CrossRef]

T. Brabec and F. Krausz, Rev. Mod. Phys. 72, 545 (2000).
[CrossRef]

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, C. Spielmann, T. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

P. Dietrich, F. Krausz, and P. B. Corkum, Opt. Lett. 25, 16 (2000).
[CrossRef]

L. Xu, C. Spielmann, A. Poppe, T. Brabec, F. Krausz, and T. W. Hänsch, Opt. Lett. 21, 2008 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

Metzler, G.

U. Morgner, R. Ell, G. Metzler, T. R. Schibli, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Phys. Rev. Lett. 86, 5462 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Morgner, U.

U. Morgner, R. Ell, G. Metzler, T. R. Schibli, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Phys. Rev. Lett. 86, 5462 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Murnane, M. M.

C. G. Durfee, A. R. Rundquist, S. Backus, C. Herne, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 83, 2187 (1999).
[CrossRef]

Nisoli, M.

G. G. Paulus, F. Grasbon, H. Walther, P. Villoresi, M. Nisoli, S. Stagira, E. Priori, and S. De Silvestri, Nature 414, 182 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Paulus, G. G.

G. G. Paulus, F. Grasbon, H. Walther, P. Villoresi, M. Nisoli, S. Stagira, E. Priori, and S. De Silvestri, Nature 414, 182 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Poppe, A.

A. Poppe, R. Holzwarth, A. Apolonski, G. Tempea, C. Spielmann, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Appl. Phys. B 72, 977 (2001).
[CrossRef]

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, C. Spielmann, T. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

L. Xu, C. Spielmann, A. Poppe, T. Brabec, F. Krausz, and T. W. Hänsch, Opt. Lett. 21, 2008 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

Priori, E.

G. G. Paulus, F. Grasbon, H. Walther, P. Villoresi, M. Nisoli, S. Stagira, E. Priori, and S. De Silvestri, Nature 414, 182 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Ranka, J. K.

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

J. K. Ranka, R. S. Windeler, and A. J. Stentz, Opt. Lett. 25, 25 (2000).
[CrossRef]

Rundquist, A. R.

C. G. Durfee, A. R. Rundquist, S. Backus, C. Herne, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 83, 2187 (1999).
[CrossRef]

Schibli, T. R.

U. Morgner, R. Ell, G. Metzler, T. R. Schibli, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Phys. Rev. Lett. 86, 5462 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Spielmann, C.

A. Poppe, R. Holzwarth, A. Apolonski, G. Tempea, C. Spielmann, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Appl. Phys. B 72, 977 (2001).
[CrossRef]

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, C. Spielmann, T. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

L. Xu, C. Spielmann, A. Poppe, T. Brabec, F. Krausz, and T. W. Hänsch, Opt. Lett. 21, 2008 (1996).
[CrossRef] [PubMed]

Stagira, S.

G. G. Paulus, F. Grasbon, H. Walther, P. Villoresi, M. Nisoli, S. Stagira, E. Priori, and S. De Silvestri, Nature 414, 182 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Steinmeyer, G.

F. W. Helbing, G. Steinmeyer, U. Keller, R. S. Windeler, J. Stenger, and H. R. Telle, Opt. Lett. 27, 194 (2002).
[CrossRef]

H. R. Telle, G. Steinmeyer, A. E. Dunlop, J. Stenger, D. H. Sutter, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 327 (1999).
[CrossRef]

Stenger, J.

F. W. Helbing, G. Steinmeyer, U. Keller, R. S. Windeler, J. Stenger, and H. R. Telle, Opt. Lett. 27, 194 (2002).
[CrossRef]

H. R. Telle, G. Steinmeyer, A. E. Dunlop, J. Stenger, D. H. Sutter, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 327 (1999).
[CrossRef]

Stentz, A.

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Stentz, A. J.

Sutter, D. H.

H. R. Telle, G. Steinmeyer, A. E. Dunlop, J. Stenger, D. H. Sutter, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 327 (1999).
[CrossRef]

Telle, H. R.

F. W. Helbing, G. Steinmeyer, U. Keller, R. S. Windeler, J. Stenger, and H. R. Telle, Opt. Lett. 27, 194 (2002).
[CrossRef]

H. R. Telle, G. Steinmeyer, A. E. Dunlop, J. Stenger, D. H. Sutter, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 327 (1999).
[CrossRef]

Tempea, G.

A. Poppe, R. Holzwarth, A. Apolonski, G. Tempea, C. Spielmann, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Appl. Phys. B 72, 977 (2001).
[CrossRef]

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, C. Spielmann, T. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Udem, T.

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, C. Spielmann, T. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Villoresi, P.

G. G. Paulus, F. Grasbon, H. Walther, P. Villoresi, M. Nisoli, S. Stagira, E. Priori, and S. De Silvestri, Nature 414, 182 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Walther, H.

G. G. Paulus, F. Grasbon, H. Walther, P. Villoresi, M. Nisoli, S. Stagira, E. Priori, and S. De Silvestri, Nature 414, 182 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Windeler, R. S.

Xu, L.

Ye, J.

T. M. Fortier, J. Ye, S. T. Cundiff, and R. S. Windeler, Opt. Lett. 27, 445 (2002).
[CrossRef]

S. T. Cundiff, J. Ye, and J. L. Hall, Rev. Sci. Instrum. 72, 3746 (2001), and references therein.
[CrossRef]

Appl. Phys. B

H. R. Telle, G. Steinmeyer, A. E. Dunlop, J. Stenger, D. H. Sutter, and U. Keller, Appl. Phys. B 69, 327 (1999).
[CrossRef]

A. Poppe, R. Holzwarth, A. Apolonski, G. Tempea, C. Spielmann, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Appl. Phys. B 72, 977 (2001).
[CrossRef]

Nature

G. G. Paulus, F. Grasbon, H. Walther, P. Villoresi, M. Nisoli, S. Stagira, E. Priori, and S. De Silvestri, Nature 414, 182 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Opt. Lett.

Phys. Rev. Lett.

C. G. Durfee, A. R. Rundquist, S. Backus, C. Herne, M. M. Murnane, and H. C. Kapteyn, Phys. Rev. Lett. 83, 2187 (1999).
[CrossRef]

U. Morgner, R. Ell, G. Metzler, T. R. Schibli, F. X. Kärtner, J. G. Fujimoto, H. A. Haus, and E. P. Ippen, Phys. Rev. Lett. 86, 5462 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

A. Apolonski, A. Poppe, G. Tempea, C. Spielmann, T. Udem, R. Holzwarth, T. W. Hänsch, and F. Krausz, Phys. Rev. Lett. 85, 740 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Rev. Mod. Phys.

T. Brabec and F. Krausz, Rev. Mod. Phys. 72, 545 (2000).
[CrossRef]

Rev. Sci. Instrum.

S. T. Cundiff, J. Ye, and J. L. Hall, Rev. Sci. Instrum. 72, 3746 (2001), and references therein.
[CrossRef]

Science

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[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 (2)

Fig. 1
Fig. 1

Schematic of the two fto2f interferometers used for measurement of the comb offset frequencies. δL and δM are the in-loop and out-of-loop comb-offset frequencies, whose phase PSDs (linewidths) are measured by means of mixing the carrier down with a synthesized frequency, fsynth=fAOM fAOM+50 kHz, such that the signal may be measured on a Fourier-transform spectrum analyzer.

Fig. 2
Fig. 2

(left axis) Sϕν versus offset frequency from the carrier. (right axis) Accumulated phase noise as a function of observation time is obtained via integration of Sϕν. The in-loop (solid curve) and out-of-loop (dashed curve) spectra (0.488–120 kHz) were compiled from five different spectra of decreasing span and increasing resolution to obtain greater resolution close to the carrier (displayed here as zero frequency). The stabilization process adds noise past 5 kHz and roll-off in the out-of-loop spectrum at 30 kHz is consistent with the stabilization servo bandwidth. An unlocked spectrum (31.25 mHz–102 kHz) is included to indicate the effectiveness of the stabilization loop. The inset shows the comb-offset frequency’s linewidth measured on a dynamic signal analyzer (FFT), in-loop and out-of-loop linewidths are offset in frequency for clarity, and both are resolution limited.

Equations (2)

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

δ=12πdϕCEdt.
Δϕrms|τobs=2--1/τobsSϕνdν1/2.

Metrics