Abstract

We independently phase lock the repetition rates of two femtosecond lasers at their 456,000th harmonic to a common optical oscillator. The timing jitter of each individual laser relative to the optical reference is only 0.45 fs in a 100-Hz bandwidth. Our method takes advantage of the tremendous leverage that is possible when stability is transferred from the optical to the microwave domain. The low timing jitter is commensurate with the independently measured fractional frequency instability in the repetition rates of 2.3×10-15 in 1-s averaging time, limited by the measurement system. The microwave signals at 1 GHz that are extracted by photodetection of the pulse trains have a 10-times-greater instability, confirming the presence of excess noise in the photodetection.

© 2003 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. Th. Udem, J. Reichert, R. Holzwarth, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 82, 3568 (1999).
    [CrossRef]
  2. S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, T. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. R. Holzwarth, Th. Udem, T. W. Hänsch, J. C. Knight, W. J. Wadsworth, and P. St. J. Russell, Phys. Rev. Lett. 85, 2264 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. J. Stenger, H. Schantz, Ch. Tamm, and H. R. Telle, Phys. Rev. Lett. 88, 073601-1 (2002).
    [CrossRef]
  5. S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. J. Ye, L.-S. Ma, and J. L. Hall, Phys. Rev. Lett. 87, 270801 (2001).
    [CrossRef]
  7. R. K. Shelton, S. M. Foreman, L.-S. Ma, J. L. Hall, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, M. Notcutt, and J. Ye, Opt. Lett. 27, 312 (2002).
    [CrossRef]
  8. D. W. Allan, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 34, 647 (1987).
    [CrossRef]
  9. A. Bartels, T. Dekorsy, and H. Kurz, Opt. Lett. 24, 996 (1999).
    [CrossRef]
  10. A. Bartels and H. Kurz, Opt. Lett. 27, 1839 (2002).
    [CrossRef]
  11. T. M. Ramond, S. A. Diddams, L. Hollberg, and A. Bartels, Opt. Lett. 27, 1842 (2002).
    [CrossRef]
  12. J. K. Ranka, R. S. Windeler, and A. J. Stenz, Opt. Lett. 25, 25 (2000).
    [CrossRef]
  13. L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
    [CrossRef]
  14. E. N. Ivanov, L. Hollberg, and S. A. Diddams, in Proceedings of the 2002 IEEE International Frequency Control Symposium (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Piscataway, N.J., 2002).
  15. B. C. Young, F. C. Cruz, W. M. Itano, and J. C. Bergquist, Phys. Rev. Lett. 82, 3799 (1999).
    [CrossRef]

2002 (4)

2001 (3)

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

J. Ye, L.-S. Ma, and J. L. Hall, Phys. Rev. Lett. 87, 270801 (2001).
[CrossRef]

2000 (3)

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, T. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

R. Holzwarth, Th. Udem, T. W. Hänsch, J. C. Knight, W. J. Wadsworth, and P. St. J. Russell, Phys. Rev. Lett. 85, 2264 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

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

1999 (3)

B. C. Young, F. C. Cruz, W. M. Itano, and J. C. Bergquist, Phys. Rev. Lett. 82, 3799 (1999).
[CrossRef]

Th. Udem, J. Reichert, R. Holzwarth, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 82, 3568 (1999).
[CrossRef]

A. Bartels, T. Dekorsy, and H. Kurz, Opt. Lett. 24, 996 (1999).
[CrossRef]

1987 (1)

D. W. Allan, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 34, 647 (1987).
[CrossRef]

Allan, D. W.

D. W. Allan, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 34, 647 (1987).
[CrossRef]

Bartels, A.

Bergquist, J. C.

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

B. C. Young, F. C. Cruz, W. M. Itano, and J. C. Bergquist, Phys. Rev. Lett. 82, 3799 (1999).
[CrossRef]

Cruz, F. C.

B. C. Young, F. C. Cruz, W. M. Itano, and J. C. Bergquist, Phys. Rev. Lett. 82, 3799 (1999).
[CrossRef]

Cundiff, S. T.

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, T. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Curtis, E. A.

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

Dekorsy, T.

Diddams, S. A.

T. M. Ramond, S. A. Diddams, L. Hollberg, and A. Bartels, Opt. Lett. 27, 1842 (2002).
[CrossRef]

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, T. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

E. N. Ivanov, L. Hollberg, and S. A. Diddams, in Proceedings of the 2002 IEEE International Frequency Control Symposium (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Piscataway, N.J., 2002).

Drullinger, R. E.

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

Foreman, S. M.

Hall, J. L.

R. K. Shelton, S. M. Foreman, L.-S. Ma, J. L. Hall, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, M. Notcutt, and J. Ye, Opt. Lett. 27, 312 (2002).
[CrossRef]

J. Ye, L.-S. Ma, and J. L. Hall, Phys. Rev. Lett. 87, 270801 (2001).
[CrossRef]

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, T. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Hänsch, T. W.

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, T. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

R. Holzwarth, Th. Udem, T. W. Hänsch, J. C. Knight, W. J. Wadsworth, and P. St. J. Russell, Phys. Rev. Lett. 85, 2264 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Th. Udem, J. Reichert, R. Holzwarth, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 82, 3568 (1999).
[CrossRef]

Hollberg, L.

T. M. Ramond, S. A. Diddams, L. Hollberg, and A. Bartels, Opt. Lett. 27, 1842 (2002).
[CrossRef]

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

E. N. Ivanov, L. Hollberg, and S. A. Diddams, in Proceedings of the 2002 IEEE International Frequency Control Symposium (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Piscataway, N.J., 2002).

Holzwarth, R.

R. Holzwarth, Th. Udem, T. W. Hänsch, J. C. Knight, W. J. Wadsworth, and P. St. J. Russell, Phys. Rev. Lett. 85, 2264 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, T. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Th. Udem, J. Reichert, R. Holzwarth, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 82, 3568 (1999).
[CrossRef]

Itano, W. M.

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

B. C. Young, F. C. Cruz, W. M. Itano, and J. C. Bergquist, Phys. Rev. Lett. 82, 3799 (1999).
[CrossRef]

Ivanov, E. N.

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

E. N. Ivanov, L. Hollberg, and S. A. Diddams, in Proceedings of the 2002 IEEE International Frequency Control Symposium (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Piscataway, N.J., 2002).

Jones, D. J.

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, T. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Kapteyn, H. C.

Knight, J. C.

R. Holzwarth, Th. Udem, T. W. Hänsch, J. C. Knight, W. J. Wadsworth, and P. St. J. Russell, Phys. Rev. Lett. 85, 2264 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Kurz, H.

Lee, W. D.

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Ma, L.-S.

Murnane, M. M.

Notcutt, M.

Oates, C. W.

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Rafac, R. J.

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

Ramond, T. M.

Ranka, J. K.

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

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, T. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Reichert, J.

Th. Udem, J. Reichert, R. Holzwarth, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 82, 3568 (1999).
[CrossRef]

Robinson, H. G.

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

Russell, P. St. J.

R. Holzwarth, Th. Udem, T. W. Hänsch, J. C. Knight, W. J. Wadsworth, and P. St. J. Russell, Phys. Rev. Lett. 85, 2264 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Schantz, H.

J. Stenger, H. Schantz, Ch. Tamm, and H. R. Telle, Phys. Rev. Lett. 88, 073601-1 (2002).
[CrossRef]

Shelton, R. K.

Stenger, J.

J. Stenger, H. Schantz, Ch. Tamm, and H. R. Telle, Phys. Rev. Lett. 88, 073601-1 (2002).
[CrossRef]

Stenz, A. J.

Tamm, Ch.

J. Stenger, H. Schantz, Ch. Tamm, and H. R. Telle, Phys. Rev. Lett. 88, 073601-1 (2002).
[CrossRef]

Telle, H. R.

J. Stenger, H. Schantz, Ch. Tamm, and H. R. Telle, Phys. Rev. Lett. 88, 073601-1 (2002).
[CrossRef]

Udem, T.

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, T. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Udem, Th.

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

R. Holzwarth, Th. Udem, T. W. Hänsch, J. C. Knight, W. J. Wadsworth, and P. St. J. Russell, Phys. Rev. Lett. 85, 2264 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Th. Udem, J. Reichert, R. Holzwarth, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 82, 3568 (1999).
[CrossRef]

Vogel, K. R.

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Wadsworth, W. J.

R. Holzwarth, Th. Udem, T. W. Hänsch, J. C. Knight, W. J. Wadsworth, and P. St. J. Russell, Phys. Rev. Lett. 85, 2264 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Windeler, R. S.

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, T. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

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

Wineland, D. J.

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Ye, J.

R. K. Shelton, S. M. Foreman, L.-S. Ma, J. L. Hall, H. C. Kapteyn, M. M. Murnane, M. Notcutt, and J. Ye, Opt. Lett. 27, 312 (2002).
[CrossRef]

J. Ye, L.-S. Ma, and J. L. Hall, Phys. Rev. Lett. 87, 270801 (2001).
[CrossRef]

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, T. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

Young, B. C.

B. C. Young, F. C. Cruz, W. M. Itano, and J. C. Bergquist, Phys. Rev. Lett. 82, 3799 (1999).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

L. Hollberg, C. W. Oates, E. A. Curtis, E. N. Ivanov, S. A. Diddams, Th. Udem, H. G. Robinson, J. C. Bergquist, R. J. Rafac, W. M. Itano, R. E. Drullinger, and D. J. Wineland, IEEE J. Quantum Electron. 37, 1502 (2001).
[CrossRef]

IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control (1)

D. W. Allan, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 34, 647 (1987).
[CrossRef]

Opt. Lett. (5)

Phys. Rev. Lett. (6)

J. Ye, L.-S. Ma, and J. L. Hall, Phys. Rev. Lett. 87, 270801 (2001).
[CrossRef]

B. C. Young, F. C. Cruz, W. M. Itano, and J. C. Bergquist, Phys. Rev. Lett. 82, 3799 (1999).
[CrossRef]

Th. Udem, J. Reichert, R. Holzwarth, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 82, 3568 (1999).
[CrossRef]

S. A. Diddams, D. J. Jones, J. Ye, S. T. Cundiff, J. L. Hall, J. K. Ranka, R. S. Windeler, R. Holzwarth, T. Udem, and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 84, 5102 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

R. Holzwarth, Th. Udem, T. W. Hänsch, J. C. Knight, W. J. Wadsworth, and P. St. J. Russell, Phys. Rev. Lett. 85, 2264 (2000).
[CrossRef] [PubMed]

J. Stenger, H. Schantz, Ch. Tamm, and H. R. Telle, Phys. Rev. Lett. 88, 073601-1 (2002).
[CrossRef]

Science (1)

S. A. Diddams, Th. Udem, J. C. Bergquist, E. A. Curtis, R. E. Drullinger, L. Hollberg, W. M. Itano, W. D. Lee, C. W. Oates, K. R. Vogel, and D. J. Wineland, Science 293, 825 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Other (1)

E. N. Ivanov, L. Hollberg, and S. A. Diddams, in Proceedings of the 2002 IEEE International Frequency Control Symposium (Institute of Electrical and Electronics Engineers, Piscataway, N.J., 2002).

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

The pulse trains pass through the beam splitters (BS) and generate a cross-correlation signal based on sum frequency generation in a lithium iodate crystal that is detected by the photomultiplier (PMT). This signal is either used as a probe for the relative phase of the pulse trains in the case of equal fr,i or delivers Δfr when the repetition rates are different. The portions that are reflected by the BSs are photodetected by photodiodes PD1 and PD2. Subsequently Δfr is electronically generated by a frequency mixer. FFT, fast Fourier transform.

Fig. 2
Fig. 2

Timing-noise (left-hand axis) and phase-noise (right-hand axis) spectrum of the two laser pulse trains. Their timing jitter is given for different bandwidths. The inset shows a cross-correlation signal between the two pulse trains. Its broad structured shape stems from the fact that one of the pulse trains passed a number of optical components before reaching the cross-correlation crystal.

Fig. 3
Fig. 3

σfr,i (see text for definition) of the two lasers as measured by mixing of the photodetected electronic signals (circles) and with the cross-correlation technique (squares). The solid line represents the measurement limit given by our frequency counter.

Metrics