Abstract

We report an improved mounting configuration for a passive optical cavity used for laser frequency stabilization. The associated reduction of the vibration sensitivity of the effective cavity length has led to a simple and compact reference cavity system for laser stabilization at the level of 1 Hz linewidth.

© 2005 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. B. C. Young, F. C. Cruz, W. M. Itano, and J. C. Bergquist, Phys. Rev. Lett. 82, 3799 (1999).
    [CrossRef]
  2. S. A. Webster, M. Oxborrow, and P. Gill, Opt. Lett. 29, 1497 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. A. Y. Nevsky, M. Eichenseer, J. von Zanthier, and H. Walther, Opt. Commun. 210, 91 (2002).
    [CrossRef]
  4. R. W.P. Drever, J. L. Hall, F. V. Kowalski, J. Hough, G. M. Ford, A. J. Munley, and H. Ward, Appl. Phys. B 31, 97 (1983).
    [CrossRef]
  5. K. Numata, A. Kemery, and J. Camp, Phys. Rev. Lett. 93, 250602 (2004).
    [CrossRef]
  6. M. Notcutt, C. T. Taylor, A. G. Mann, R. Gummer, and D. G. Blair, Cryogenics 36, 13 (1996).
    [CrossRef]
  7. S. Buchman, M. Dong, W. Moeur, S. Wang, J. A. Lipa, and J. P. Turneaure, Adv. Space Res. 25, 1251 (2000).
    [CrossRef]
  8. L.-S. Ma, P. Jungner, J. Ye, and J. L. Hall, Opt. Lett. 19, 1777 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. G. Cantatore, F. Della Valle, E. Milotti, P. Pace, E. Zavattini, E. Polacco, F. Perrone, C. Rizzo, G. Zavattini, and G. Ruoso, Rev. Sci. Instrum. 66, 2785 (1995).
    [CrossRef]
  10. C. Salomon, D. Hils, and J. L. Hall, J. Opt. Soc. Am. B 5, 1576 (1988).
    [CrossRef]

2004

K. Numata, A. Kemery, and J. Camp, Phys. Rev. Lett. 93, 250602 (2004).
[CrossRef]

S. A. Webster, M. Oxborrow, and P. Gill, Opt. Lett. 29, 1497 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

2002

A. Y. Nevsky, M. Eichenseer, J. von Zanthier, and H. Walther, Opt. Commun. 210, 91 (2002).
[CrossRef]

2000

S. Buchman, M. Dong, W. Moeur, S. Wang, J. A. Lipa, and J. P. Turneaure, Adv. Space Res. 25, 1251 (2000).
[CrossRef]

1999

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

1996

M. Notcutt, C. T. Taylor, A. G. Mann, R. Gummer, and D. G. Blair, Cryogenics 36, 13 (1996).
[CrossRef]

1995

G. Cantatore, F. Della Valle, E. Milotti, P. Pace, E. Zavattini, E. Polacco, F. Perrone, C. Rizzo, G. Zavattini, and G. Ruoso, Rev. Sci. Instrum. 66, 2785 (1995).
[CrossRef]

1994

1988

1983

R. W.P. Drever, J. L. Hall, F. V. Kowalski, J. Hough, G. M. Ford, A. J. Munley, and H. Ward, Appl. Phys. B 31, 97 (1983).
[CrossRef]

Bergquist, J. C.

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

Blair, D. G.

M. Notcutt, C. T. Taylor, A. G. Mann, R. Gummer, and D. G. Blair, Cryogenics 36, 13 (1996).
[CrossRef]

Buchman, S.

S. Buchman, M. Dong, W. Moeur, S. Wang, J. A. Lipa, and J. P. Turneaure, Adv. Space Res. 25, 1251 (2000).
[CrossRef]

Camp, J.

K. Numata, A. Kemery, and J. Camp, Phys. Rev. Lett. 93, 250602 (2004).
[CrossRef]

Cantatore, G.

G. Cantatore, F. Della Valle, E. Milotti, P. Pace, E. Zavattini, E. Polacco, F. Perrone, C. Rizzo, G. Zavattini, and G. Ruoso, Rev. Sci. Instrum. 66, 2785 (1995).
[CrossRef]

Cruz, F. C.

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

Dong, M.

S. Buchman, M. Dong, W. Moeur, S. Wang, J. A. Lipa, and J. P. Turneaure, Adv. Space Res. 25, 1251 (2000).
[CrossRef]

Drever, R. W.P.

R. W.P. Drever, J. L. Hall, F. V. Kowalski, J. Hough, G. M. Ford, A. J. Munley, and H. Ward, Appl. Phys. B 31, 97 (1983).
[CrossRef]

Eichenseer, M.

A. Y. Nevsky, M. Eichenseer, J. von Zanthier, and H. Walther, Opt. Commun. 210, 91 (2002).
[CrossRef]

Ford, G. M.

R. W.P. Drever, J. L. Hall, F. V. Kowalski, J. Hough, G. M. Ford, A. J. Munley, and H. Ward, Appl. Phys. B 31, 97 (1983).
[CrossRef]

Gill, P.

Gummer, R.

M. Notcutt, C. T. Taylor, A. G. Mann, R. Gummer, and D. G. Blair, Cryogenics 36, 13 (1996).
[CrossRef]

Hall, J. L.

L.-S. Ma, P. Jungner, J. Ye, and J. L. Hall, Opt. Lett. 19, 1777 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

C. Salomon, D. Hils, and J. L. Hall, J. Opt. Soc. Am. B 5, 1576 (1988).
[CrossRef]

R. W.P. Drever, J. L. Hall, F. V. Kowalski, J. Hough, G. M. Ford, A. J. Munley, and H. Ward, Appl. Phys. B 31, 97 (1983).
[CrossRef]

Hils, D.

Hough, J.

R. W.P. Drever, J. L. Hall, F. V. Kowalski, J. Hough, G. M. Ford, A. J. Munley, and H. Ward, Appl. Phys. B 31, 97 (1983).
[CrossRef]

Itano, W. M.

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

Jungner, P.

Kemery, A.

K. Numata, A. Kemery, and J. Camp, Phys. Rev. Lett. 93, 250602 (2004).
[CrossRef]

Kowalski, F. V.

R. W.P. Drever, J. L. Hall, F. V. Kowalski, J. Hough, G. M. Ford, A. J. Munley, and H. Ward, Appl. Phys. B 31, 97 (1983).
[CrossRef]

Lipa, J. A.

S. Buchman, M. Dong, W. Moeur, S. Wang, J. A. Lipa, and J. P. Turneaure, Adv. Space Res. 25, 1251 (2000).
[CrossRef]

Ma, L.-S.

Mann, A. G.

M. Notcutt, C. T. Taylor, A. G. Mann, R. Gummer, and D. G. Blair, Cryogenics 36, 13 (1996).
[CrossRef]

Milotti, E.

G. Cantatore, F. Della Valle, E. Milotti, P. Pace, E. Zavattini, E. Polacco, F. Perrone, C. Rizzo, G. Zavattini, and G. Ruoso, Rev. Sci. Instrum. 66, 2785 (1995).
[CrossRef]

Moeur, W.

S. Buchman, M. Dong, W. Moeur, S. Wang, J. A. Lipa, and J. P. Turneaure, Adv. Space Res. 25, 1251 (2000).
[CrossRef]

Munley, A. J.

R. W.P. Drever, J. L. Hall, F. V. Kowalski, J. Hough, G. M. Ford, A. J. Munley, and H. Ward, Appl. Phys. B 31, 97 (1983).
[CrossRef]

Nevsky, A. Y.

A. Y. Nevsky, M. Eichenseer, J. von Zanthier, and H. Walther, Opt. Commun. 210, 91 (2002).
[CrossRef]

Notcutt, M.

M. Notcutt, C. T. Taylor, A. G. Mann, R. Gummer, and D. G. Blair, Cryogenics 36, 13 (1996).
[CrossRef]

Numata, K.

K. Numata, A. Kemery, and J. Camp, Phys. Rev. Lett. 93, 250602 (2004).
[CrossRef]

Oxborrow, M.

Pace, P.

G. Cantatore, F. Della Valle, E. Milotti, P. Pace, E. Zavattini, E. Polacco, F. Perrone, C. Rizzo, G. Zavattini, and G. Ruoso, Rev. Sci. Instrum. 66, 2785 (1995).
[CrossRef]

Perrone, F.

G. Cantatore, F. Della Valle, E. Milotti, P. Pace, E. Zavattini, E. Polacco, F. Perrone, C. Rizzo, G. Zavattini, and G. Ruoso, Rev. Sci. Instrum. 66, 2785 (1995).
[CrossRef]

Polacco, E.

G. Cantatore, F. Della Valle, E. Milotti, P. Pace, E. Zavattini, E. Polacco, F. Perrone, C. Rizzo, G. Zavattini, and G. Ruoso, Rev. Sci. Instrum. 66, 2785 (1995).
[CrossRef]

Rizzo, C.

G. Cantatore, F. Della Valle, E. Milotti, P. Pace, E. Zavattini, E. Polacco, F. Perrone, C. Rizzo, G. Zavattini, and G. Ruoso, Rev. Sci. Instrum. 66, 2785 (1995).
[CrossRef]

Ruoso, G.

G. Cantatore, F. Della Valle, E. Milotti, P. Pace, E. Zavattini, E. Polacco, F. Perrone, C. Rizzo, G. Zavattini, and G. Ruoso, Rev. Sci. Instrum. 66, 2785 (1995).
[CrossRef]

Salomon, C.

Taylor, C. T.

M. Notcutt, C. T. Taylor, A. G. Mann, R. Gummer, and D. G. Blair, Cryogenics 36, 13 (1996).
[CrossRef]

Turneaure, J. P.

S. Buchman, M. Dong, W. Moeur, S. Wang, J. A. Lipa, and J. P. Turneaure, Adv. Space Res. 25, 1251 (2000).
[CrossRef]

Valle, F. Della

G. Cantatore, F. Della Valle, E. Milotti, P. Pace, E. Zavattini, E. Polacco, F. Perrone, C. Rizzo, G. Zavattini, and G. Ruoso, Rev. Sci. Instrum. 66, 2785 (1995).
[CrossRef]

von Zanthier, J.

A. Y. Nevsky, M. Eichenseer, J. von Zanthier, and H. Walther, Opt. Commun. 210, 91 (2002).
[CrossRef]

Walther, H.

A. Y. Nevsky, M. Eichenseer, J. von Zanthier, and H. Walther, Opt. Commun. 210, 91 (2002).
[CrossRef]

Wang, S.

S. Buchman, M. Dong, W. Moeur, S. Wang, J. A. Lipa, and J. P. Turneaure, Adv. Space Res. 25, 1251 (2000).
[CrossRef]

Ward, H.

R. W.P. Drever, J. L. Hall, F. V. Kowalski, J. Hough, G. M. Ford, A. J. Munley, and H. Ward, Appl. Phys. B 31, 97 (1983).
[CrossRef]

Webster, S. A.

Ye, J.

Young, B. C.

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

Zavattini, E.

G. Cantatore, F. Della Valle, E. Milotti, P. Pace, E. Zavattini, E. Polacco, F. Perrone, C. Rizzo, G. Zavattini, and G. Ruoso, Rev. Sci. Instrum. 66, 2785 (1995).
[CrossRef]

Zavattini, G.

G. Cantatore, F. Della Valle, E. Milotti, P. Pace, E. Zavattini, E. Polacco, F. Perrone, C. Rizzo, G. Zavattini, and G. Ruoso, Rev. Sci. Instrum. 66, 2785 (1995).
[CrossRef]

Adv. Space Res.

S. Buchman, M. Dong, W. Moeur, S. Wang, J. A. Lipa, and J. P. Turneaure, Adv. Space Res. 25, 1251 (2000).
[CrossRef]

Appl. Phys. B

R. W.P. Drever, J. L. Hall, F. V. Kowalski, J. Hough, G. M. Ford, A. J. Munley, and H. Ward, Appl. Phys. B 31, 97 (1983).
[CrossRef]

Cryogenics

M. Notcutt, C. T. Taylor, A. G. Mann, R. Gummer, and D. G. Blair, Cryogenics 36, 13 (1996).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B

Opt. Commun.

A. Y. Nevsky, M. Eichenseer, J. von Zanthier, and H. Walther, Opt. Commun. 210, 91 (2002).
[CrossRef]

Opt. Lett.

Phys. Rev. Lett.

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

K. Numata, A. Kemery, and J. Camp, Phys. Rev. Lett. 93, 250602 (2004).
[CrossRef]

Rev. Sci. Instrum.

G. Cantatore, F. Della Valle, E. Milotti, P. Pace, E. Zavattini, E. Polacco, F. Perrone, C. Rizzo, G. Zavattini, and G. Ruoso, Rev. Sci. Instrum. 66, 2785 (1995).
[CrossRef]

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

Schematic of the cavity mounting in side-view cross section.

Fig. 2
Fig. 2

Vibration transfer function: frequency excursion of the Fabry–Perot (read out with a laser locked to it) per unit acceleration.

Fig. 3
Fig. 3

(a) Heterodyne beat signal when two lasers are independently locked to two vertical cavities, each on a 0.5 Hz vibration isolation stage. 1-Hz linewidth is possible without an elaborate system design around the reference cavity. (b) Frequency noise spectrum (solid curve) of the optical beat derived using a frequency-to-voltage converter, and the noise floor in frequency units (dotted curve) of the poorer of the two systems by measuring the error signal when the laser is not resonant with its cavity.

Metrics