Abstract

We demonstrate direct frequency-comb (FC) spectroscopy of the dipole-forbidden 4s2S1/23d2D5/2 transition in trapped Ca+40 ions using an unamplified FC laser. The excitation is detected with nearly 100% efficiency using a shelving scheme in combination with single-ion imaging. The method demonstrated here has the potential to reach hertz-level accuracy, if a hertz-level linewidth FC is used in combination with confinement in the Lamb–Dicke regime.

© 2011 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. 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]
  2. R. Holzwarth, T. Udem, T. W. Hänsch, J. C. Knight, W. J. Wadsworth, and P. S. J. Russell, Phys. Rev. Lett. 85, 2264 (2000).
    [CrossRef] [PubMed]
  3. C. W. Chou, D. B. Hume, J. C. J. Koelemeij, D. J. Wineland, and T. Rosenband, Phys. Rev. Lett. 104, 070802 (2010).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. L. Matos, D. Kleppner, O. Kuzucu, T. R. Schibli, J. Kim, E. P. Ippen, and F. X. Kaertner, Opt. Lett. 29, 1683 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. A. Bartels, C. W. Oates, L. Hollberg, and S. A. Diddams, Opt. Lett. 29, 1081 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  6. S. Witte, R. T. Zinkstok, W. Ubachs, W. Hogervorst, and K. S. E. Eikema, Science 307, 400 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  7. V. Gerginov, C. E. Tanner, S. A. Diddams, A. Bartels, and L. Hollberg, Opt. Lett. 30, 1734 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. M. C. Stowe, M. J. Thorpe, A. Pe’er, J. Ye, J. E. Stalnaker, V. Gerginov, and S. A. Diddams, Adv. At. Mol. Opt. Phys. 55, 1 (2008).
    [CrossRef]
  9. A. L. Wolf, S. A. van den Berg, W. Ubachs, and K. S. E. Eikema, Phys. Rev. Lett. 102, 223901 (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  10. D. J. Larson, J. C. Bergquist, J. J. Bollinger, W. M. Itano, and D. J. Wineland, Phys. Rev. Lett. 57, 70 (1986).
    [CrossRef] [PubMed]
  11. L. Hornekær, N. Kjærgaard, A. M. Thommesen, and M. Drewsen, Phys. Rev. Lett. 86, 1994 (2001).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. T. M. Fortier, Y. Le Coq, J. E. Stalnaker, D. Ortega, S. A. Diddams, C. W. Oates, and L. Hollberg, Phys. Rev. Lett. 97, 163905 (2006).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. M. Chwalla, J. Benhelm, K. Kim, G. Kirchmair, T. Monz, M. Riebe, P. Schindler, A. S. Villar, W. Hänsel, C. F. Roos, R. Blatt, M. Abgrall, G. Santarelli, G. D. Rovera, and P. Laurent, Phys. Rev. Lett. 102, 023002 (2009).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. A. L. Wolf, S. A. van den Berg, C. Gohle, E. J. Salumbides, W. Ubachs, and K. S. E. Eikema, Phys. Rev. A 78, 032511 (2008).
    [CrossRef]
  15. R. Blatt and P. Zoller, Eur. J. Phys. 9, 250 (1988).
    [CrossRef]
  16. K. Matsubara, K. Hayasaka, Y. Li, H. Ito, S. Nagano, M. Kajita, and M. Hosokawa, Appl. Phys. Express 1, 067011 (2008).
    [CrossRef]
  17. C. Champenois, M. Houssin, C. Lisowski, M. Knoop, G. Hagel, A. Vedel, and F. Vedel, Phys. Lett. A 331, 298(2004).
    [CrossRef]

2010 (1)

C. W. Chou, D. B. Hume, J. C. J. Koelemeij, D. J. Wineland, and T. Rosenband, Phys. Rev. Lett. 104, 070802 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

2009 (2)

A. L. Wolf, S. A. van den Berg, W. Ubachs, and K. S. E. Eikema, Phys. Rev. Lett. 102, 223901 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

M. Chwalla, J. Benhelm, K. Kim, G. Kirchmair, T. Monz, M. Riebe, P. Schindler, A. S. Villar, W. Hänsel, C. F. Roos, R. Blatt, M. Abgrall, G. Santarelli, G. D. Rovera, and P. Laurent, Phys. Rev. Lett. 102, 023002 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

2008 (3)

A. L. Wolf, S. A. van den Berg, C. Gohle, E. J. Salumbides, W. Ubachs, and K. S. E. Eikema, Phys. Rev. A 78, 032511 (2008).
[CrossRef]

M. C. Stowe, M. J. Thorpe, A. Pe’er, J. Ye, J. E. Stalnaker, V. Gerginov, and S. A. Diddams, Adv. At. Mol. Opt. Phys. 55, 1 (2008).
[CrossRef]

K. Matsubara, K. Hayasaka, Y. Li, H. Ito, S. Nagano, M. Kajita, and M. Hosokawa, Appl. Phys. Express 1, 067011 (2008).
[CrossRef]

2006 (1)

T. M. Fortier, Y. Le Coq, J. E. Stalnaker, D. Ortega, S. A. Diddams, C. W. Oates, and L. Hollberg, Phys. Rev. Lett. 97, 163905 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

2005 (2)

S. Witte, R. T. Zinkstok, W. Ubachs, W. Hogervorst, and K. S. E. Eikema, Science 307, 400 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

V. Gerginov, C. E. Tanner, S. A. Diddams, A. Bartels, and L. Hollberg, Opt. Lett. 30, 1734 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

2004 (3)

2001 (1)

L. Hornekær, N. Kjærgaard, A. M. Thommesen, and M. Drewsen, Phys. Rev. Lett. 86, 1994 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

2000 (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]

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

1988 (1)

R. Blatt and P. Zoller, Eur. J. Phys. 9, 250 (1988).
[CrossRef]

1986 (1)

D. J. Larson, J. C. Bergquist, J. J. Bollinger, W. M. Itano, and D. J. Wineland, Phys. Rev. Lett. 57, 70 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Abgrall, M.

M. Chwalla, J. Benhelm, K. Kim, G. Kirchmair, T. Monz, M. Riebe, P. Schindler, A. S. Villar, W. Hänsel, C. F. Roos, R. Blatt, M. Abgrall, G. Santarelli, G. D. Rovera, and P. Laurent, Phys. Rev. Lett. 102, 023002 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Bartels, A.

Benhelm, J.

M. Chwalla, J. Benhelm, K. Kim, G. Kirchmair, T. Monz, M. Riebe, P. Schindler, A. S. Villar, W. Hänsel, C. F. Roos, R. Blatt, M. Abgrall, G. Santarelli, G. D. Rovera, and P. Laurent, Phys. Rev. Lett. 102, 023002 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Bergquist, J. C.

D. J. Larson, J. C. Bergquist, J. J. Bollinger, W. M. Itano, and D. J. Wineland, Phys. Rev. Lett. 57, 70 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Blatt, R.

M. Chwalla, J. Benhelm, K. Kim, G. Kirchmair, T. Monz, M. Riebe, P. Schindler, A. S. Villar, W. Hänsel, C. F. Roos, R. Blatt, M. Abgrall, G. Santarelli, G. D. Rovera, and P. Laurent, Phys. Rev. Lett. 102, 023002 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

R. Blatt and P. Zoller, Eur. J. Phys. 9, 250 (1988).
[CrossRef]

Bollinger, J. J.

D. J. Larson, J. C. Bergquist, J. J. Bollinger, W. M. Itano, and D. J. Wineland, Phys. Rev. Lett. 57, 70 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Champenois, C.

C. Champenois, M. Houssin, C. Lisowski, M. Knoop, G. Hagel, A. Vedel, and F. Vedel, Phys. Lett. A 331, 298(2004).
[CrossRef]

Chou, C. W.

C. W. Chou, D. B. Hume, J. C. J. Koelemeij, D. J. Wineland, and T. Rosenband, Phys. Rev. Lett. 104, 070802 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Chwalla, M.

M. Chwalla, J. Benhelm, K. Kim, G. Kirchmair, T. Monz, M. Riebe, P. Schindler, A. S. Villar, W. Hänsel, C. F. Roos, R. Blatt, M. Abgrall, G. Santarelli, G. D. Rovera, and P. Laurent, Phys. Rev. Lett. 102, 023002 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

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]

Diddams, S. A.

M. C. Stowe, M. J. Thorpe, A. Pe’er, J. Ye, J. E. Stalnaker, V. Gerginov, and S. A. Diddams, Adv. At. Mol. Opt. Phys. 55, 1 (2008).
[CrossRef]

T. M. Fortier, Y. Le Coq, J. E. Stalnaker, D. Ortega, S. A. Diddams, C. W. Oates, and L. Hollberg, Phys. Rev. Lett. 97, 163905 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

V. Gerginov, C. E. Tanner, S. A. Diddams, A. Bartels, and L. Hollberg, Opt. Lett. 30, 1734 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

A. Bartels, C. W. Oates, L. Hollberg, and S. A. Diddams, Opt. Lett. 29, 1081 (2004).
[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]

Drewsen, M.

L. Hornekær, N. Kjærgaard, A. M. Thommesen, and M. Drewsen, Phys. Rev. Lett. 86, 1994 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Eikema, K. S. E.

A. L. Wolf, S. A. van den Berg, W. Ubachs, and K. S. E. Eikema, Phys. Rev. Lett. 102, 223901 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

A. L. Wolf, S. A. van den Berg, C. Gohle, E. J. Salumbides, W. Ubachs, and K. S. E. Eikema, Phys. Rev. A 78, 032511 (2008).
[CrossRef]

S. Witte, R. T. Zinkstok, W. Ubachs, W. Hogervorst, and K. S. E. Eikema, Science 307, 400 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Fortier, T. M.

T. M. Fortier, Y. Le Coq, J. E. Stalnaker, D. Ortega, S. A. Diddams, C. W. Oates, and L. Hollberg, Phys. Rev. Lett. 97, 163905 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Gerginov, V.

M. C. Stowe, M. J. Thorpe, A. Pe’er, J. Ye, J. E. Stalnaker, V. Gerginov, and S. A. Diddams, Adv. At. Mol. Opt. Phys. 55, 1 (2008).
[CrossRef]

V. Gerginov, C. E. Tanner, S. A. Diddams, A. Bartels, and L. Hollberg, Opt. Lett. 30, 1734 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Gohle, C.

A. L. Wolf, S. A. van den Berg, C. Gohle, E. J. Salumbides, W. Ubachs, and K. S. E. Eikema, Phys. Rev. A 78, 032511 (2008).
[CrossRef]

Hagel, G.

C. Champenois, M. Houssin, C. Lisowski, M. Knoop, G. Hagel, A. Vedel, and F. Vedel, Phys. Lett. A 331, 298(2004).
[CrossRef]

Hall, J. L.

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

Hänsel, W.

M. Chwalla, J. Benhelm, K. Kim, G. Kirchmair, T. Monz, M. Riebe, P. Schindler, A. S. Villar, W. Hänsel, C. F. Roos, R. Blatt, M. Abgrall, G. Santarelli, G. D. Rovera, and P. Laurent, Phys. Rev. Lett. 102, 023002 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Hayasaka, K.

K. Matsubara, K. Hayasaka, Y. Li, H. Ito, S. Nagano, M. Kajita, and M. Hosokawa, Appl. Phys. Express 1, 067011 (2008).
[CrossRef]

Hogervorst, W.

S. Witte, R. T. Zinkstok, W. Ubachs, W. Hogervorst, and K. S. E. Eikema, Science 307, 400 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Hollberg, L.

Holzwarth, R.

R. Holzwarth, T. Udem, T. W. Hänsch, J. C. Knight, W. J. Wadsworth, and P. S. 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]

Hornekær, L.

L. Hornekær, N. Kjærgaard, A. M. Thommesen, and M. Drewsen, Phys. Rev. Lett. 86, 1994 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Hosokawa, M.

K. Matsubara, K. Hayasaka, Y. Li, H. Ito, S. Nagano, M. Kajita, and M. Hosokawa, Appl. Phys. Express 1, 067011 (2008).
[CrossRef]

Houssin, M.

C. Champenois, M. Houssin, C. Lisowski, M. Knoop, G. Hagel, A. Vedel, and F. Vedel, Phys. Lett. A 331, 298(2004).
[CrossRef]

Hume, D. B.

C. W. Chou, D. B. Hume, J. C. J. Koelemeij, D. J. Wineland, and T. Rosenband, Phys. Rev. Lett. 104, 070802 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Ippen, E. P.

Itano, W. M.

D. J. Larson, J. C. Bergquist, J. J. Bollinger, W. M. Itano, and D. J. Wineland, Phys. Rev. Lett. 57, 70 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Ito, H.

K. Matsubara, K. Hayasaka, Y. Li, H. Ito, S. Nagano, M. Kajita, and M. Hosokawa, Appl. Phys. Express 1, 067011 (2008).
[CrossRef]

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]

Kaertner, F. X.

Kajita, M.

K. Matsubara, K. Hayasaka, Y. Li, H. Ito, S. Nagano, M. Kajita, and M. Hosokawa, Appl. Phys. Express 1, 067011 (2008).
[CrossRef]

Kim, J.

Kim, K.

M. Chwalla, J. Benhelm, K. Kim, G. Kirchmair, T. Monz, M. Riebe, P. Schindler, A. S. Villar, W. Hänsel, C. F. Roos, R. Blatt, M. Abgrall, G. Santarelli, G. D. Rovera, and P. Laurent, Phys. Rev. Lett. 102, 023002 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Kirchmair, G.

M. Chwalla, J. Benhelm, K. Kim, G. Kirchmair, T. Monz, M. Riebe, P. Schindler, A. S. Villar, W. Hänsel, C. F. Roos, R. Blatt, M. Abgrall, G. Santarelli, G. D. Rovera, and P. Laurent, Phys. Rev. Lett. 102, 023002 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Kjærgaard, N.

L. Hornekær, N. Kjærgaard, A. M. Thommesen, and M. Drewsen, Phys. Rev. Lett. 86, 1994 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Kleppner, D.

Knight, J. C.

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

Knoop, M.

C. Champenois, M. Houssin, C. Lisowski, M. Knoop, G. Hagel, A. Vedel, and F. Vedel, Phys. Lett. A 331, 298(2004).
[CrossRef]

Koelemeij, J. C. J.

C. W. Chou, D. B. Hume, J. C. J. Koelemeij, D. J. Wineland, and T. Rosenband, Phys. Rev. Lett. 104, 070802 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Kuzucu, O.

Larson, D. J.

D. J. Larson, J. C. Bergquist, J. J. Bollinger, W. M. Itano, and D. J. Wineland, Phys. Rev. Lett. 57, 70 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Laurent, P.

M. Chwalla, J. Benhelm, K. Kim, G. Kirchmair, T. Monz, M. Riebe, P. Schindler, A. S. Villar, W. Hänsel, C. F. Roos, R. Blatt, M. Abgrall, G. Santarelli, G. D. Rovera, and P. Laurent, Phys. Rev. Lett. 102, 023002 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Le Coq, Y.

T. M. Fortier, Y. Le Coq, J. E. Stalnaker, D. Ortega, S. A. Diddams, C. W. Oates, and L. Hollberg, Phys. Rev. Lett. 97, 163905 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Li, Y.

K. Matsubara, K. Hayasaka, Y. Li, H. Ito, S. Nagano, M. Kajita, and M. Hosokawa, Appl. Phys. Express 1, 067011 (2008).
[CrossRef]

Lisowski, C.

C. Champenois, M. Houssin, C. Lisowski, M. Knoop, G. Hagel, A. Vedel, and F. Vedel, Phys. Lett. A 331, 298(2004).
[CrossRef]

Matos, L.

Matsubara, K.

K. Matsubara, K. Hayasaka, Y. Li, H. Ito, S. Nagano, M. Kajita, and M. Hosokawa, Appl. Phys. Express 1, 067011 (2008).
[CrossRef]

Monz, T.

M. Chwalla, J. Benhelm, K. Kim, G. Kirchmair, T. Monz, M. Riebe, P. Schindler, A. S. Villar, W. Hänsel, C. F. Roos, R. Blatt, M. Abgrall, G. Santarelli, G. D. Rovera, and P. Laurent, Phys. Rev. Lett. 102, 023002 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Nagano, S.

K. Matsubara, K. Hayasaka, Y. Li, H. Ito, S. Nagano, M. Kajita, and M. Hosokawa, Appl. Phys. Express 1, 067011 (2008).
[CrossRef]

Oates, C. W.

T. M. Fortier, Y. Le Coq, J. E. Stalnaker, D. Ortega, S. A. Diddams, C. W. Oates, and L. Hollberg, Phys. Rev. Lett. 97, 163905 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

A. Bartels, C. W. Oates, L. Hollberg, and S. A. Diddams, Opt. Lett. 29, 1081 (2004).
[CrossRef] [PubMed]

Ortega, D.

T. M. Fortier, Y. Le Coq, J. E. Stalnaker, D. Ortega, S. A. Diddams, C. W. Oates, and L. Hollberg, Phys. Rev. Lett. 97, 163905 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Pe’er, A.

M. C. Stowe, M. J. Thorpe, A. Pe’er, J. Ye, J. E. Stalnaker, V. Gerginov, and S. A. Diddams, Adv. At. Mol. Opt. Phys. 55, 1 (2008).
[CrossRef]

Ranka, J. K.

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]

Riebe, M.

M. Chwalla, J. Benhelm, K. Kim, G. Kirchmair, T. Monz, M. Riebe, P. Schindler, A. S. Villar, W. Hänsel, C. F. Roos, R. Blatt, M. Abgrall, G. Santarelli, G. D. Rovera, and P. Laurent, Phys. Rev. Lett. 102, 023002 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Roos, C. F.

M. Chwalla, J. Benhelm, K. Kim, G. Kirchmair, T. Monz, M. Riebe, P. Schindler, A. S. Villar, W. Hänsel, C. F. Roos, R. Blatt, M. Abgrall, G. Santarelli, G. D. Rovera, and P. Laurent, Phys. Rev. Lett. 102, 023002 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Rosenband, T.

C. W. Chou, D. B. Hume, J. C. J. Koelemeij, D. J. Wineland, and T. Rosenband, Phys. Rev. Lett. 104, 070802 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

Rovera, G. D.

M. Chwalla, J. Benhelm, K. Kim, G. Kirchmair, T. Monz, M. Riebe, P. Schindler, A. S. Villar, W. Hänsel, C. F. Roos, R. Blatt, M. Abgrall, G. Santarelli, G. D. Rovera, and P. Laurent, Phys. Rev. Lett. 102, 023002 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Russell, P. S. J.

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

Salumbides, E. J.

A. L. Wolf, S. A. van den Berg, C. Gohle, E. J. Salumbides, W. Ubachs, and K. S. E. Eikema, Phys. Rev. A 78, 032511 (2008).
[CrossRef]

Santarelli, G.

M. Chwalla, J. Benhelm, K. Kim, G. Kirchmair, T. Monz, M. Riebe, P. Schindler, A. S. Villar, W. Hänsel, C. F. Roos, R. Blatt, M. Abgrall, G. Santarelli, G. D. Rovera, and P. Laurent, Phys. Rev. Lett. 102, 023002 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Schibli, T. R.

Schindler, P.

M. Chwalla, J. Benhelm, K. Kim, G. Kirchmair, T. Monz, M. Riebe, P. Schindler, A. S. Villar, W. Hänsel, C. F. Roos, R. Blatt, M. Abgrall, G. Santarelli, G. D. Rovera, and P. Laurent, Phys. Rev. Lett. 102, 023002 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Stalnaker, J. E.

M. C. Stowe, M. J. Thorpe, A. Pe’er, J. Ye, J. E. Stalnaker, V. Gerginov, and S. A. Diddams, Adv. At. Mol. Opt. Phys. 55, 1 (2008).
[CrossRef]

T. M. Fortier, Y. Le Coq, J. E. Stalnaker, D. Ortega, S. A. Diddams, C. W. Oates, and L. Hollberg, Phys. Rev. Lett. 97, 163905 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

Stowe, M. C.

M. C. Stowe, M. J. Thorpe, A. Pe’er, J. Ye, J. E. Stalnaker, V. Gerginov, and S. A. Diddams, Adv. At. Mol. Opt. Phys. 55, 1 (2008).
[CrossRef]

Tanner, C. E.

Thommesen, A. M.

L. Hornekær, N. Kjærgaard, A. M. Thommesen, and M. Drewsen, Phys. Rev. Lett. 86, 1994 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

Thorpe, M. J.

M. C. Stowe, M. J. Thorpe, A. Pe’er, J. Ye, J. E. Stalnaker, V. Gerginov, and S. A. Diddams, Adv. At. Mol. Opt. Phys. 55, 1 (2008).
[CrossRef]

Ubachs, W.

A. L. Wolf, S. A. van den Berg, W. Ubachs, and K. S. E. Eikema, Phys. Rev. Lett. 102, 223901 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

A. L. Wolf, S. A. van den Berg, C. Gohle, E. J. Salumbides, W. Ubachs, and K. S. E. Eikema, Phys. Rev. A 78, 032511 (2008).
[CrossRef]

S. Witte, R. T. Zinkstok, W. Ubachs, W. Hogervorst, and K. S. E. Eikema, Science 307, 400 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

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]

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

van den Berg, S. A.

A. L. Wolf, S. A. van den Berg, W. Ubachs, and K. S. E. Eikema, Phys. Rev. Lett. 102, 223901 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

A. L. Wolf, S. A. van den Berg, C. Gohle, E. J. Salumbides, W. Ubachs, and K. S. E. Eikema, Phys. Rev. A 78, 032511 (2008).
[CrossRef]

Vedel, A.

C. Champenois, M. Houssin, C. Lisowski, M. Knoop, G. Hagel, A. Vedel, and F. Vedel, Phys. Lett. A 331, 298(2004).
[CrossRef]

Vedel, F.

C. Champenois, M. Houssin, C. Lisowski, M. Knoop, G. Hagel, A. Vedel, and F. Vedel, Phys. Lett. A 331, 298(2004).
[CrossRef]

Villar, A. S.

M. Chwalla, J. Benhelm, K. Kim, G. Kirchmair, T. Monz, M. Riebe, P. Schindler, A. S. Villar, W. Hänsel, C. F. Roos, R. Blatt, M. Abgrall, G. Santarelli, G. D. Rovera, and P. Laurent, Phys. Rev. Lett. 102, 023002 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Wadsworth, W. J.

R. Holzwarth, T. Udem, T. W. Hänsch, J. C. Knight, W. J. Wadsworth, and P. S. 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]

Wineland, D. J.

C. W. Chou, D. B. Hume, J. C. J. Koelemeij, D. J. Wineland, and T. Rosenband, Phys. Rev. Lett. 104, 070802 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

D. J. Larson, J. C. Bergquist, J. J. Bollinger, W. M. Itano, and D. J. Wineland, Phys. Rev. Lett. 57, 70 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

Witte, S.

S. Witte, R. T. Zinkstok, W. Ubachs, W. Hogervorst, and K. S. E. Eikema, Science 307, 400 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Wolf, A. L.

A. L. Wolf, S. A. van den Berg, W. Ubachs, and K. S. E. Eikema, Phys. Rev. Lett. 102, 223901 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

A. L. Wolf, S. A. van den Berg, C. Gohle, E. J. Salumbides, W. Ubachs, and K. S. E. Eikema, Phys. Rev. A 78, 032511 (2008).
[CrossRef]

Ye, J.

M. C. Stowe, M. J. Thorpe, A. Pe’er, J. Ye, J. E. Stalnaker, V. Gerginov, and S. A. Diddams, Adv. At. Mol. Opt. Phys. 55, 1 (2008).
[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]

Zinkstok, R. T.

S. Witte, R. T. Zinkstok, W. Ubachs, W. Hogervorst, and K. S. E. Eikema, Science 307, 400 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

Zoller, P.

R. Blatt and P. Zoller, Eur. J. Phys. 9, 250 (1988).
[CrossRef]

Adv. At. Mol. Opt. Phys. (1)

M. C. Stowe, M. J. Thorpe, A. Pe’er, J. Ye, J. E. Stalnaker, V. Gerginov, and S. A. Diddams, Adv. At. Mol. Opt. Phys. 55, 1 (2008).
[CrossRef]

Appl. Phys. Express (1)

K. Matsubara, K. Hayasaka, Y. Li, H. Ito, S. Nagano, M. Kajita, and M. Hosokawa, Appl. Phys. Express 1, 067011 (2008).
[CrossRef]

Eur. J. Phys. (1)

R. Blatt and P. Zoller, Eur. J. Phys. 9, 250 (1988).
[CrossRef]

Opt. Lett. (3)

Phys. Lett. A (1)

C. Champenois, M. Houssin, C. Lisowski, M. Knoop, G. Hagel, A. Vedel, and F. Vedel, Phys. Lett. A 331, 298(2004).
[CrossRef]

Phys. Rev. A (1)

A. L. Wolf, S. A. van den Berg, C. Gohle, E. J. Salumbides, W. Ubachs, and K. S. E. Eikema, Phys. Rev. A 78, 032511 (2008).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (8)

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

C. W. Chou, D. B. Hume, J. C. J. Koelemeij, D. J. Wineland, and T. Rosenband, Phys. Rev. Lett. 104, 070802 (2010).
[CrossRef] [PubMed]

A. L. Wolf, S. A. van den Berg, W. Ubachs, and K. S. E. Eikema, Phys. Rev. Lett. 102, 223901 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

D. J. Larson, J. C. Bergquist, J. J. Bollinger, W. M. Itano, and D. J. Wineland, Phys. Rev. Lett. 57, 70 (1986).
[CrossRef] [PubMed]

L. Hornekær, N. Kjærgaard, A. M. Thommesen, and M. Drewsen, Phys. Rev. Lett. 86, 1994 (2001).
[CrossRef] [PubMed]

T. M. Fortier, Y. Le Coq, J. E. Stalnaker, D. Ortega, S. A. Diddams, C. W. Oates, and L. Hollberg, Phys. Rev. Lett. 97, 163905 (2006).
[CrossRef] [PubMed]

M. Chwalla, J. Benhelm, K. Kim, G. Kirchmair, T. Monz, M. Riebe, P. Schindler, A. S. Villar, W. Hänsel, C. F. Roos, R. Blatt, M. Abgrall, G. Santarelli, G. D. Rovera, and P. Laurent, Phys. Rev. Lett. 102, 023002 (2009).
[CrossRef] [PubMed]

Science (1)

S. Witte, R. T. Zinkstok, W. Ubachs, W. Hogervorst, and K. S. E. Eikema, Science 307, 400 (2005).
[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

Schematic of the setup: Ca + 40 is trapped in a linear Paul trap and Doppler cooled using two diode lasers (DLs). Fluorescence at 397 nm due to the cooling laser is spatially filtered and detected by an EMCCD camera. A simplified energy level scheme for Ca + 40 is shown in the inset. IF, interference filter; λ / 2 , half-wave plate; PBC, polarizing beam splitter cube; SMF, single-mode fiber.

Fig. 2
Fig. 2

Detection method: (a) (all bright ions) and (b) (one dark ion) show the camera image of a string of ions. The distance between the ions is 15 μm . Integration over 15 lines of the camera images results in the traces as shown underneath the images. The detection of dark ions close to resonance in 100 s is shown in (c).

Fig. 3
Fig. 3

Graph of the resonance line, relative to the literature value of f clock = 411042129.776 MHz [13, 16], consisting of two measurement sets (one indicated by circles, the other by squares). For each set, the data is collected by scanning the FC over the resonance from both sides. The solid curve shows a Gaussian fit through all the data points.

Metrics