Abstract

A frequency comb is generated with a Cr:forsterite femtosecond laser, spectrally broadened through a highly nonlinear optical fiber to span from 1.0to2.2μm, and stabilized using the f- to -2f self-referencing technique. The repetition rate and the carrier-envelope offset frequency are stabilized to a hydrogen maser, calibrated by a cesium atomic fountain clock. Simultaneous frequency measurement of a 657-nm cw laser by use of the stabilized frequency combs from this Cr:forsterite system and a Ti:sapphire laser agree at the 1013 level. The frequency noise of the comb components is observed at 1064, 1314, and 1550nm by comparing the measured beat frequencies between cw lasers and the supercontinuum frequency combs.

© 2005 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stenz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  2. T. Udem, R. Holzwarth, and T. W. Hänsch, Nature 416, 233 (2002).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. S. A. Diddams, T. 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]
  4. K. L. Corwin, I. Thomann, T. Dennis, R. W. Fox, W. Swann, E. A. Curtis, C. W. Oates, G. Wilpers, A. Bartels, S. L. Gilbert, L. Hollberg, N. R. Newbury, and S. A. Diddams, Opt. Lett. 29, 397 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. B. R. Washburn, S. A. Diddams, N. R. Newbury, J. W. Nicholson, M. F. Yan, and C. G. Jørgensen, Opt. Lett. 29, 250 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. T. R. Schibli, K. Minoshima, F.-L. Hong, H. Inaba, A. Onae, H. Matsumoto, I. Hartl, and M. E. Fermann, Opt. Lett. 29, 2467 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. H. Hundertmark, D. Wandt, C. Fallnich, N. Haverkamp, and H. R. Telle, Opt. Express 12, 770 (2004), http://www.opticsexpress.org.
    [CrossRef] [PubMed]
  8. F. Adler, K. Moutzouris, A. Leitenstorfer, H. Schnatz, B. Lipphardt, G. Grosche, and F. Tauser, Opt. Express 12, 5872 (2004), http://www.opticsexpress.org.
    [CrossRef] [PubMed]
  9. I. Thomann, A. Bartels, K. L. Corwin, N. R. Newbury, L. Hollberg, S. A. Diddams, J. W. Nicholson, and M. F. Yan, Opt. Lett. 28, 1368 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. J. W. Nicholson, M. F. Yan, P. Wisk, J. Fleming, F. DiMarcello, E. Monberg, A. Yablon, C. Jørgensen, and T. Veng, Opt. Lett. 28643 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. I. Biaggio, P. Kerkoc, L.-S. Wu, P. Günter, and B. Zysset, J. Opt. Soc. Am. B 9, 507 (1992).
    [CrossRef]
  12. T. M. Ramond, S. A. Diddams, L. Hollberg, and A. Bartels, Opt. Lett. 27, 1842 (2002).
    [CrossRef]
  13. F.-L. Hong, K. Minoshima, A. Onae, H. Inaba, H. Takada, A. Hirai, and H. Matsumoto, Opt. Lett. 28, 1516 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. N. R. Newbury, B. R. Washburn, K. L. Corwin, and R. S. Windeler, Opt. Lett. 28, 944 (2003).
    [CrossRef] [PubMed]
  15. T. M. Fortier, J. Ye, S. T. Cundiff, and R. S. Windeler, Opt. Lett. 27, 445 (2002).
    [CrossRef]
  16. B. R. Washburn, S. A. Diddams, N. R. Newbury, J. W. Nicholson, M. F. Yan, and C. G. Jørgensen, in Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) (Optical Society of America, Washington, D.C., 2004), p. 59.

2004

2003

2002

2001

S. A. Diddams, T. 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]

2000

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

1992

Adler, F.

Bartels, A.

Bergquist, J. C.

S. A. Diddams, T. 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]

Biaggio, I.

Corwin, K. L.

Cundiff, S. T.

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

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

Curtis, E. A.

K. L. Corwin, I. Thomann, T. Dennis, R. W. Fox, W. Swann, E. A. Curtis, C. W. Oates, G. Wilpers, A. Bartels, S. L. Gilbert, L. Hollberg, N. R. Newbury, and S. A. Diddams, Opt. Lett. 29, 397 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

S. A. Diddams, T. 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]

Dennis, T.

Diddams, S. A.

K. L. Corwin, I. Thomann, T. Dennis, R. W. Fox, W. Swann, E. A. Curtis, C. W. Oates, G. Wilpers, A. Bartels, S. L. Gilbert, L. Hollberg, N. R. Newbury, and S. A. Diddams, Opt. Lett. 29, 397 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

B. R. Washburn, S. A. Diddams, N. R. Newbury, J. W. Nicholson, M. F. Yan, and C. G. Jørgensen, Opt. Lett. 29, 250 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

I. Thomann, A. Bartels, K. L. Corwin, N. R. Newbury, L. Hollberg, S. A. Diddams, J. W. Nicholson, and M. F. Yan, Opt. Lett. 28, 1368 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

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

S. A. Diddams, T. 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]

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

B. R. Washburn, S. A. Diddams, N. R. Newbury, J. W. Nicholson, M. F. Yan, and C. G. Jørgensen, in Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) (Optical Society of America, Washington, D.C., 2004), p. 59.

DiMarcello, F.

Drullinger, R. E.

S. A. Diddams, T. 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]

Fallnich, C.

Fermann, M. E.

Fleming, J.

Fortier, T. M.

Fox, R. W.

Gilbert, S. L.

Grosche, G.

Günter, P.

Hall, J. L.

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

Hänsch, T. W.

T. Udem, R. Holzwarth, and T. W. Hänsch, Nature 416, 233 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Hartl, I.

Haverkamp, N.

Hirai, A.

Hollberg, L.

Holzwarth, R.

T. Udem, R. Holzwarth, and T. W. Hänsch, Nature 416, 233 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Hong, F.-L.

Hundertmark, H.

Inaba, H.

Itano, W. M.

S. A. Diddams, T. 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]

Jones, D. J.

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

Jørgensen, C.

Jørgensen, C. G.

B. R. Washburn, S. A. Diddams, N. R. Newbury, J. W. Nicholson, M. F. Yan, and C. G. Jørgensen, Opt. Lett. 29, 250 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

B. R. Washburn, S. A. Diddams, N. R. Newbury, J. W. Nicholson, M. F. Yan, and C. G. Jørgensen, in Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) (Optical Society of America, Washington, D.C., 2004), p. 59.

Kerkoc, P.

Lee, W. D.

S. A. Diddams, T. 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]

Leitenstorfer, A.

Lipphardt, B.

Matsumoto, H.

Minoshima, K.

Monberg, E.

Moutzouris, K.

Newbury, N. R.

Nicholson, J. W.

Oates, C. W.

K. L. Corwin, I. Thomann, T. Dennis, R. W. Fox, W. Swann, E. A. Curtis, C. W. Oates, G. Wilpers, A. Bartels, S. L. Gilbert, L. Hollberg, N. R. Newbury, and S. A. Diddams, Opt. Lett. 29, 397 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

S. A. Diddams, T. 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]

Onae, A.

Ramond, T. M.

Ranka, J. K.

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

Schibli, T. R.

Schnatz, H.

Stenz, A.

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

Swann, W.

Takada, H.

Tauser, F.

Telle, H. R.

Thomann, I.

Udem, T.

T. Udem, R. Holzwarth, and T. W. Hänsch, Nature 416, 233 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

S. A. Diddams, T. 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]

Veng, T.

Vogel, K. R.

S. A. Diddams, T. 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]

Wandt, D.

Washburn, B. R.

B. R. Washburn, S. A. Diddams, N. R. Newbury, J. W. Nicholson, M. F. Yan, and C. G. Jørgensen, Opt. Lett. 29, 250 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

N. R. Newbury, B. R. Washburn, K. L. Corwin, and R. S. Windeler, Opt. Lett. 28, 944 (2003).
[CrossRef] [PubMed]

B. R. Washburn, S. A. Diddams, N. R. Newbury, J. W. Nicholson, M. F. Yan, and C. G. Jørgensen, in Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) (Optical Society of America, Washington, D.C., 2004), p. 59.

Wilpers, G.

Windeler, R. S.

Wineland, D. J.

S. A. Diddams, T. 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]

Wisk, P.

Wu, L.-S.

Yablon, A.

Yan, M. F.

Ye, J.

Zysset, B.

J. Opt. Soc. Am. B

Nature

T. Udem, R. Holzwarth, and T. W. Hänsch, Nature 416, 233 (2002).
[CrossRef] [PubMed]

Opt. Express

Opt. Lett.

Science

S. A. Diddams, T. 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]

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

Other

B. R. Washburn, S. A. Diddams, N. R. Newbury, J. W. Nicholson, M. F. Yan, and C. G. Jørgensen, in Conference on Lasers and Electro-Optics (CLEO) (Optical Society of America, Washington, D.C., 2004), p. 59.

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

(a) Schematic of the experimental setup. DMs, dichroic mirrors, Syns; maser-referenced synthesizers; PZT, piezoelectric transducer; Ti:S, Ti:sapphire; SMF, single-mode fiber; ECDL, external cavity laser diode; PPLN, periodically poled lithium niobate; AOM, acousto-optic modulator. (b) Supercontinuum generated through a 2 - m -long HNLF. The inset graph is the f 0 beat note measured with a 300 - kHz RBW.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Simultaneous frequency measurements of a stabilized cw laser at 657 nm using Cr:forsterite ( σ = 133 Hz ) and Ti:sapphire ( σ = 120 Hz ) laser systems. The inset graph is the frequency difference between two measurements, Δ f [ Ti S Cr F ] . (b) Allan deviation (instability) determined from the 1 - s gate time data of Fig. 2(a). The instability of the H maser is also given.

Fig. 3
Fig. 3

Beat frequencies observed between the comb elements after the HNLF and cw lasers (a) at 1064 nm and (b) 1550 nm . (c) Beat frequency observed between a cw laser at 657 nm and the frequency-doubled comb after the HNLF from 1314 nm . (d) Self-referenced f 0 beat note. RBW, 10 kHz ; sweep time, 386 ms .

Metrics