Abstract

We demonstrate polarization spectroscopy of an excited state transition in room-temperature cesium vapor. An anisotropy induced by a circularly polarized pump beam on the D2 transition is observed using a weak probe on the 6P3/27S1/2 transition. At high pump power, a subfeature due to Autler-Townes splitting is observed that theoretical modeling shows is enhanced by Doppler averaging. Polarization spectroscopy provides a simple modulation–free signal suitable for laser frequency stabilization to excited state transitions.

© 2012 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. C. Wieman and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 36, 1170 (1976).
    [CrossRef]
  2. C. P. Pearman, C. S. Adams, S. G. Cox, P. F. Griffin, D. A. Smith, and I. G. Hughes, J. Phys. B 35, 5141 (2002).
    [CrossRef]
  3. M. L. Harris, C. S. Adams, S. L. Cornish, I. C. McLeod, E. Tarleton, and I. G. Hughes, Phys. Rev. A 73, 062509 (2006).
    [CrossRef]
  4. C. Javaux, I. G. Hughes, G. Lochead, J. Millen, and M. P. A. Jones, Eur. Phys. J. D 57, 151 (2010).
    [CrossRef]
  5. M. Breton, N. Cyr, P. Tremblay, M. Têtu, and R. Boucher, IEEE Trans. Instrum. Meas. 42, 162 (1993).
    [CrossRef]
  6. I. Mourachko, D. Comparat, F. de Tomasi, A. Fioretti, P. Nosbaum, V. M. Akulin, and P. Pillet, Phys. Rev. Lett. 80, 253 (1998).
    [CrossRef]
  7. A. K. Mohapatra, M. G. Bason, B. Butscher, K. J. Weatherill, and C. S. Adams, Nat. Phys. 4, 890 (2008).
    [CrossRef]
  8. J. D. Pritchard, D. Maxwell, A. Gauguet, K. J. Weatherill, M. P. A. Jones, and C. S. Adams, Phys. Rev. Lett. 105, 193603 (2010).
    [CrossRef]
  9. D. Sheng, A. Pérez Galván, and L. A. Orozco, Phys. Rev. A 78062506 (2008).
    [CrossRef]
  10. R. I. Billmers, S. K. Gayen, M. F. Squicciarini, V. M. Contarino, and W. J. Scharpf, Opt. Lett. 20, 106(1995).
    [CrossRef]
  11. S. Wu, T. Plisson, R. C. Brown, W. D. Phillips, and J. V. Porto, Phys. Rev. Lett. 103, 173003 (2009).
    [CrossRef]
  12. T. Meijer, J. D. White, B. Smeets, M. Jeppesen, and R. E. Scholten, Opt. Lett. 31, 1002 (2006).
    [CrossRef]
  13. R. P. Abel, A. K. Mohapatra, M. G. Bason, J. D. Pritchard, K. J. Weatherill, U. Raitzsch, and C. S. Adams, Appl. Phys. Lett. 94, 071107 (2009).
    [CrossRef]
  14. I. G. Hughes, New Trends in Quantum Coherence and Nonlinear Optics (Nova, 2009).
  15. C. E. Theodosiou, Phys. Rev. A 30, 2881 (1984).
    [CrossRef]
  16. M. Fleischhauer, A. Imamoglu, and J. P. Marangos, Rev. Mod. Phys. 77, 633 (2005).
    [CrossRef]
  17. P. M. Anisimov, J. P. Dowling, and B. C. Sanders, Phys. Rev. Lett. 107, 163604 (2011).
    [CrossRef]
  18. C. Y. Ye, A. S. Zibrov, Yu. V. Rostovtsev, and M. O. Scully, Phys. Rev. A 65, 043805 (2002).
    [CrossRef]
  19. M. G. Bason, A. K. Mohapatra, K. J. Weatherill, and C. S. Adams, J. Phys. B 42, 075503 (2009).
    [CrossRef]
  20. T. Vogt, M. Viteau, J. Zhao, A. Chotia, D. Comparat, and P. Pillet, Phys. Rev. Lett. 97, 083003 (2006).
    [CrossRef]
  21. B. J. Claessens, S. B. van der Geer, G. Taban, E. J. D. Vredenbregt, and O. J. Luiten, Phys. Rev. Lett. 95, 164801 (2005).
    [CrossRef]
  22. J. L. Hanssen, J. J. McClelland, E. A. Dakin, and M. Jacka, Phys. Rev. A 74, 063416 (2006).
    [CrossRef]

2011 (1)

P. M. Anisimov, J. P. Dowling, and B. C. Sanders, Phys. Rev. Lett. 107, 163604 (2011).
[CrossRef]

2010 (2)

C. Javaux, I. G. Hughes, G. Lochead, J. Millen, and M. P. A. Jones, Eur. Phys. J. D 57, 151 (2010).
[CrossRef]

J. D. Pritchard, D. Maxwell, A. Gauguet, K. J. Weatherill, M. P. A. Jones, and C. S. Adams, Phys. Rev. Lett. 105, 193603 (2010).
[CrossRef]

2009 (3)

M. G. Bason, A. K. Mohapatra, K. J. Weatherill, and C. S. Adams, J. Phys. B 42, 075503 (2009).
[CrossRef]

R. P. Abel, A. K. Mohapatra, M. G. Bason, J. D. Pritchard, K. J. Weatherill, U. Raitzsch, and C. S. Adams, Appl. Phys. Lett. 94, 071107 (2009).
[CrossRef]

S. Wu, T. Plisson, R. C. Brown, W. D. Phillips, and J. V. Porto, Phys. Rev. Lett. 103, 173003 (2009).
[CrossRef]

2008 (2)

A. K. Mohapatra, M. G. Bason, B. Butscher, K. J. Weatherill, and C. S. Adams, Nat. Phys. 4, 890 (2008).
[CrossRef]

D. Sheng, A. Pérez Galván, and L. A. Orozco, Phys. Rev. A 78062506 (2008).
[CrossRef]

2006 (4)

M. L. Harris, C. S. Adams, S. L. Cornish, I. C. McLeod, E. Tarleton, and I. G. Hughes, Phys. Rev. A 73, 062509 (2006).
[CrossRef]

T. Vogt, M. Viteau, J. Zhao, A. Chotia, D. Comparat, and P. Pillet, Phys. Rev. Lett. 97, 083003 (2006).
[CrossRef]

J. L. Hanssen, J. J. McClelland, E. A. Dakin, and M. Jacka, Phys. Rev. A 74, 063416 (2006).
[CrossRef]

T. Meijer, J. D. White, B. Smeets, M. Jeppesen, and R. E. Scholten, Opt. Lett. 31, 1002 (2006).
[CrossRef]

2005 (2)

B. J. Claessens, S. B. van der Geer, G. Taban, E. J. D. Vredenbregt, and O. J. Luiten, Phys. Rev. Lett. 95, 164801 (2005).
[CrossRef]

M. Fleischhauer, A. Imamoglu, and J. P. Marangos, Rev. Mod. Phys. 77, 633 (2005).
[CrossRef]

2002 (2)

C. Y. Ye, A. S. Zibrov, Yu. V. Rostovtsev, and M. O. Scully, Phys. Rev. A 65, 043805 (2002).
[CrossRef]

C. P. Pearman, C. S. Adams, S. G. Cox, P. F. Griffin, D. A. Smith, and I. G. Hughes, J. Phys. B 35, 5141 (2002).
[CrossRef]

1998 (1)

I. Mourachko, D. Comparat, F. de Tomasi, A. Fioretti, P. Nosbaum, V. M. Akulin, and P. Pillet, Phys. Rev. Lett. 80, 253 (1998).
[CrossRef]

1995 (1)

1993 (1)

M. Breton, N. Cyr, P. Tremblay, M. Têtu, and R. Boucher, IEEE Trans. Instrum. Meas. 42, 162 (1993).
[CrossRef]

1984 (1)

C. E. Theodosiou, Phys. Rev. A 30, 2881 (1984).
[CrossRef]

1976 (1)

C. Wieman and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 36, 1170 (1976).
[CrossRef]

Abel, R. P.

R. P. Abel, A. K. Mohapatra, M. G. Bason, J. D. Pritchard, K. J. Weatherill, U. Raitzsch, and C. S. Adams, Appl. Phys. Lett. 94, 071107 (2009).
[CrossRef]

Adams, C. S.

J. D. Pritchard, D. Maxwell, A. Gauguet, K. J. Weatherill, M. P. A. Jones, and C. S. Adams, Phys. Rev. Lett. 105, 193603 (2010).
[CrossRef]

M. G. Bason, A. K. Mohapatra, K. J. Weatherill, and C. S. Adams, J. Phys. B 42, 075503 (2009).
[CrossRef]

R. P. Abel, A. K. Mohapatra, M. G. Bason, J. D. Pritchard, K. J. Weatherill, U. Raitzsch, and C. S. Adams, Appl. Phys. Lett. 94, 071107 (2009).
[CrossRef]

A. K. Mohapatra, M. G. Bason, B. Butscher, K. J. Weatherill, and C. S. Adams, Nat. Phys. 4, 890 (2008).
[CrossRef]

M. L. Harris, C. S. Adams, S. L. Cornish, I. C. McLeod, E. Tarleton, and I. G. Hughes, Phys. Rev. A 73, 062509 (2006).
[CrossRef]

C. P. Pearman, C. S. Adams, S. G. Cox, P. F. Griffin, D. A. Smith, and I. G. Hughes, J. Phys. B 35, 5141 (2002).
[CrossRef]

Akulin, V. M.

I. Mourachko, D. Comparat, F. de Tomasi, A. Fioretti, P. Nosbaum, V. M. Akulin, and P. Pillet, Phys. Rev. Lett. 80, 253 (1998).
[CrossRef]

Anisimov, P. M.

P. M. Anisimov, J. P. Dowling, and B. C. Sanders, Phys. Rev. Lett. 107, 163604 (2011).
[CrossRef]

Bason, M. G.

R. P. Abel, A. K. Mohapatra, M. G. Bason, J. D. Pritchard, K. J. Weatherill, U. Raitzsch, and C. S. Adams, Appl. Phys. Lett. 94, 071107 (2009).
[CrossRef]

M. G. Bason, A. K. Mohapatra, K. J. Weatherill, and C. S. Adams, J. Phys. B 42, 075503 (2009).
[CrossRef]

A. K. Mohapatra, M. G. Bason, B. Butscher, K. J. Weatherill, and C. S. Adams, Nat. Phys. 4, 890 (2008).
[CrossRef]

Billmers, R. I.

Boucher, R.

M. Breton, N. Cyr, P. Tremblay, M. Têtu, and R. Boucher, IEEE Trans. Instrum. Meas. 42, 162 (1993).
[CrossRef]

Breton, M.

M. Breton, N. Cyr, P. Tremblay, M. Têtu, and R. Boucher, IEEE Trans. Instrum. Meas. 42, 162 (1993).
[CrossRef]

Brown, R. C.

S. Wu, T. Plisson, R. C. Brown, W. D. Phillips, and J. V. Porto, Phys. Rev. Lett. 103, 173003 (2009).
[CrossRef]

Butscher, B.

A. K. Mohapatra, M. G. Bason, B. Butscher, K. J. Weatherill, and C. S. Adams, Nat. Phys. 4, 890 (2008).
[CrossRef]

Chotia, A.

T. Vogt, M. Viteau, J. Zhao, A. Chotia, D. Comparat, and P. Pillet, Phys. Rev. Lett. 97, 083003 (2006).
[CrossRef]

Claessens, B. J.

B. J. Claessens, S. B. van der Geer, G. Taban, E. J. D. Vredenbregt, and O. J. Luiten, Phys. Rev. Lett. 95, 164801 (2005).
[CrossRef]

Comparat, D.

T. Vogt, M. Viteau, J. Zhao, A. Chotia, D. Comparat, and P. Pillet, Phys. Rev. Lett. 97, 083003 (2006).
[CrossRef]

I. Mourachko, D. Comparat, F. de Tomasi, A. Fioretti, P. Nosbaum, V. M. Akulin, and P. Pillet, Phys. Rev. Lett. 80, 253 (1998).
[CrossRef]

Contarino, V. M.

Cornish, S. L.

M. L. Harris, C. S. Adams, S. L. Cornish, I. C. McLeod, E. Tarleton, and I. G. Hughes, Phys. Rev. A 73, 062509 (2006).
[CrossRef]

Cox, S. G.

C. P. Pearman, C. S. Adams, S. G. Cox, P. F. Griffin, D. A. Smith, and I. G. Hughes, J. Phys. B 35, 5141 (2002).
[CrossRef]

Cyr, N.

M. Breton, N. Cyr, P. Tremblay, M. Têtu, and R. Boucher, IEEE Trans. Instrum. Meas. 42, 162 (1993).
[CrossRef]

Dakin, E. A.

J. L. Hanssen, J. J. McClelland, E. A. Dakin, and M. Jacka, Phys. Rev. A 74, 063416 (2006).
[CrossRef]

de Tomasi, F.

I. Mourachko, D. Comparat, F. de Tomasi, A. Fioretti, P. Nosbaum, V. M. Akulin, and P. Pillet, Phys. Rev. Lett. 80, 253 (1998).
[CrossRef]

Dowling, J. P.

P. M. Anisimov, J. P. Dowling, and B. C. Sanders, Phys. Rev. Lett. 107, 163604 (2011).
[CrossRef]

Fioretti, A.

I. Mourachko, D. Comparat, F. de Tomasi, A. Fioretti, P. Nosbaum, V. M. Akulin, and P. Pillet, Phys. Rev. Lett. 80, 253 (1998).
[CrossRef]

Fleischhauer, M.

M. Fleischhauer, A. Imamoglu, and J. P. Marangos, Rev. Mod. Phys. 77, 633 (2005).
[CrossRef]

Gauguet, A.

J. D. Pritchard, D. Maxwell, A. Gauguet, K. J. Weatherill, M. P. A. Jones, and C. S. Adams, Phys. Rev. Lett. 105, 193603 (2010).
[CrossRef]

Gayen, S. K.

Griffin, P. F.

C. P. Pearman, C. S. Adams, S. G. Cox, P. F. Griffin, D. A. Smith, and I. G. Hughes, J. Phys. B 35, 5141 (2002).
[CrossRef]

Hänsch, T. W.

C. Wieman and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 36, 1170 (1976).
[CrossRef]

Hanssen, J. L.

J. L. Hanssen, J. J. McClelland, E. A. Dakin, and M. Jacka, Phys. Rev. A 74, 063416 (2006).
[CrossRef]

Harris, M. L.

M. L. Harris, C. S. Adams, S. L. Cornish, I. C. McLeod, E. Tarleton, and I. G. Hughes, Phys. Rev. A 73, 062509 (2006).
[CrossRef]

Hughes, I. G.

C. Javaux, I. G. Hughes, G. Lochead, J. Millen, and M. P. A. Jones, Eur. Phys. J. D 57, 151 (2010).
[CrossRef]

M. L. Harris, C. S. Adams, S. L. Cornish, I. C. McLeod, E. Tarleton, and I. G. Hughes, Phys. Rev. A 73, 062509 (2006).
[CrossRef]

C. P. Pearman, C. S. Adams, S. G. Cox, P. F. Griffin, D. A. Smith, and I. G. Hughes, J. Phys. B 35, 5141 (2002).
[CrossRef]

I. G. Hughes, New Trends in Quantum Coherence and Nonlinear Optics (Nova, 2009).

Imamoglu, A.

M. Fleischhauer, A. Imamoglu, and J. P. Marangos, Rev. Mod. Phys. 77, 633 (2005).
[CrossRef]

Jacka, M.

J. L. Hanssen, J. J. McClelland, E. A. Dakin, and M. Jacka, Phys. Rev. A 74, 063416 (2006).
[CrossRef]

Javaux, C.

C. Javaux, I. G. Hughes, G. Lochead, J. Millen, and M. P. A. Jones, Eur. Phys. J. D 57, 151 (2010).
[CrossRef]

Jeppesen, M.

Jones, M. P. A.

J. D. Pritchard, D. Maxwell, A. Gauguet, K. J. Weatherill, M. P. A. Jones, and C. S. Adams, Phys. Rev. Lett. 105, 193603 (2010).
[CrossRef]

C. Javaux, I. G. Hughes, G. Lochead, J. Millen, and M. P. A. Jones, Eur. Phys. J. D 57, 151 (2010).
[CrossRef]

Lochead, G.

C. Javaux, I. G. Hughes, G. Lochead, J. Millen, and M. P. A. Jones, Eur. Phys. J. D 57, 151 (2010).
[CrossRef]

Luiten, O. J.

B. J. Claessens, S. B. van der Geer, G. Taban, E. J. D. Vredenbregt, and O. J. Luiten, Phys. Rev. Lett. 95, 164801 (2005).
[CrossRef]

Marangos, J. P.

M. Fleischhauer, A. Imamoglu, and J. P. Marangos, Rev. Mod. Phys. 77, 633 (2005).
[CrossRef]

Maxwell, D.

J. D. Pritchard, D. Maxwell, A. Gauguet, K. J. Weatherill, M. P. A. Jones, and C. S. Adams, Phys. Rev. Lett. 105, 193603 (2010).
[CrossRef]

McClelland, J. J.

J. L. Hanssen, J. J. McClelland, E. A. Dakin, and M. Jacka, Phys. Rev. A 74, 063416 (2006).
[CrossRef]

McLeod, I. C.

M. L. Harris, C. S. Adams, S. L. Cornish, I. C. McLeod, E. Tarleton, and I. G. Hughes, Phys. Rev. A 73, 062509 (2006).
[CrossRef]

Meijer, T.

Millen, J.

C. Javaux, I. G. Hughes, G. Lochead, J. Millen, and M. P. A. Jones, Eur. Phys. J. D 57, 151 (2010).
[CrossRef]

Mohapatra, A. K.

R. P. Abel, A. K. Mohapatra, M. G. Bason, J. D. Pritchard, K. J. Weatherill, U. Raitzsch, and C. S. Adams, Appl. Phys. Lett. 94, 071107 (2009).
[CrossRef]

M. G. Bason, A. K. Mohapatra, K. J. Weatherill, and C. S. Adams, J. Phys. B 42, 075503 (2009).
[CrossRef]

A. K. Mohapatra, M. G. Bason, B. Butscher, K. J. Weatherill, and C. S. Adams, Nat. Phys. 4, 890 (2008).
[CrossRef]

Mourachko, I.

I. Mourachko, D. Comparat, F. de Tomasi, A. Fioretti, P. Nosbaum, V. M. Akulin, and P. Pillet, Phys. Rev. Lett. 80, 253 (1998).
[CrossRef]

Nosbaum, P.

I. Mourachko, D. Comparat, F. de Tomasi, A. Fioretti, P. Nosbaum, V. M. Akulin, and P. Pillet, Phys. Rev. Lett. 80, 253 (1998).
[CrossRef]

Orozco, L. A.

D. Sheng, A. Pérez Galván, and L. A. Orozco, Phys. Rev. A 78062506 (2008).
[CrossRef]

Pearman, C. P.

C. P. Pearman, C. S. Adams, S. G. Cox, P. F. Griffin, D. A. Smith, and I. G. Hughes, J. Phys. B 35, 5141 (2002).
[CrossRef]

Pérez Galván, A.

D. Sheng, A. Pérez Galván, and L. A. Orozco, Phys. Rev. A 78062506 (2008).
[CrossRef]

Phillips, W. D.

S. Wu, T. Plisson, R. C. Brown, W. D. Phillips, and J. V. Porto, Phys. Rev. Lett. 103, 173003 (2009).
[CrossRef]

Pillet, P.

T. Vogt, M. Viteau, J. Zhao, A. Chotia, D. Comparat, and P. Pillet, Phys. Rev. Lett. 97, 083003 (2006).
[CrossRef]

I. Mourachko, D. Comparat, F. de Tomasi, A. Fioretti, P. Nosbaum, V. M. Akulin, and P. Pillet, Phys. Rev. Lett. 80, 253 (1998).
[CrossRef]

Plisson, T.

S. Wu, T. Plisson, R. C. Brown, W. D. Phillips, and J. V. Porto, Phys. Rev. Lett. 103, 173003 (2009).
[CrossRef]

Porto, J. V.

S. Wu, T. Plisson, R. C. Brown, W. D. Phillips, and J. V. Porto, Phys. Rev. Lett. 103, 173003 (2009).
[CrossRef]

Pritchard, J. D.

J. D. Pritchard, D. Maxwell, A. Gauguet, K. J. Weatherill, M. P. A. Jones, and C. S. Adams, Phys. Rev. Lett. 105, 193603 (2010).
[CrossRef]

R. P. Abel, A. K. Mohapatra, M. G. Bason, J. D. Pritchard, K. J. Weatherill, U. Raitzsch, and C. S. Adams, Appl. Phys. Lett. 94, 071107 (2009).
[CrossRef]

Raitzsch, U.

R. P. Abel, A. K. Mohapatra, M. G. Bason, J. D. Pritchard, K. J. Weatherill, U. Raitzsch, and C. S. Adams, Appl. Phys. Lett. 94, 071107 (2009).
[CrossRef]

Rostovtsev, Yu. V.

C. Y. Ye, A. S. Zibrov, Yu. V. Rostovtsev, and M. O. Scully, Phys. Rev. A 65, 043805 (2002).
[CrossRef]

Sanders, B. C.

P. M. Anisimov, J. P. Dowling, and B. C. Sanders, Phys. Rev. Lett. 107, 163604 (2011).
[CrossRef]

Scharpf, W. J.

Scholten, R. E.

Scully, M. O.

C. Y. Ye, A. S. Zibrov, Yu. V. Rostovtsev, and M. O. Scully, Phys. Rev. A 65, 043805 (2002).
[CrossRef]

Sheng, D.

D. Sheng, A. Pérez Galván, and L. A. Orozco, Phys. Rev. A 78062506 (2008).
[CrossRef]

Smeets, B.

Smith, D. A.

C. P. Pearman, C. S. Adams, S. G. Cox, P. F. Griffin, D. A. Smith, and I. G. Hughes, J. Phys. B 35, 5141 (2002).
[CrossRef]

Squicciarini, M. F.

Taban, G.

B. J. Claessens, S. B. van der Geer, G. Taban, E. J. D. Vredenbregt, and O. J. Luiten, Phys. Rev. Lett. 95, 164801 (2005).
[CrossRef]

Tarleton, E.

M. L. Harris, C. S. Adams, S. L. Cornish, I. C. McLeod, E. Tarleton, and I. G. Hughes, Phys. Rev. A 73, 062509 (2006).
[CrossRef]

Têtu, M.

M. Breton, N. Cyr, P. Tremblay, M. Têtu, and R. Boucher, IEEE Trans. Instrum. Meas. 42, 162 (1993).
[CrossRef]

Theodosiou, C. E.

C. E. Theodosiou, Phys. Rev. A 30, 2881 (1984).
[CrossRef]

Tremblay, P.

M. Breton, N. Cyr, P. Tremblay, M. Têtu, and R. Boucher, IEEE Trans. Instrum. Meas. 42, 162 (1993).
[CrossRef]

van der Geer, S. B.

B. J. Claessens, S. B. van der Geer, G. Taban, E. J. D. Vredenbregt, and O. J. Luiten, Phys. Rev. Lett. 95, 164801 (2005).
[CrossRef]

Viteau, M.

T. Vogt, M. Viteau, J. Zhao, A. Chotia, D. Comparat, and P. Pillet, Phys. Rev. Lett. 97, 083003 (2006).
[CrossRef]

Vogt, T.

T. Vogt, M. Viteau, J. Zhao, A. Chotia, D. Comparat, and P. Pillet, Phys. Rev. Lett. 97, 083003 (2006).
[CrossRef]

Vredenbregt, E. J. D.

B. J. Claessens, S. B. van der Geer, G. Taban, E. J. D. Vredenbregt, and O. J. Luiten, Phys. Rev. Lett. 95, 164801 (2005).
[CrossRef]

Weatherill, K. J.

J. D. Pritchard, D. Maxwell, A. Gauguet, K. J. Weatherill, M. P. A. Jones, and C. S. Adams, Phys. Rev. Lett. 105, 193603 (2010).
[CrossRef]

M. G. Bason, A. K. Mohapatra, K. J. Weatherill, and C. S. Adams, J. Phys. B 42, 075503 (2009).
[CrossRef]

R. P. Abel, A. K. Mohapatra, M. G. Bason, J. D. Pritchard, K. J. Weatherill, U. Raitzsch, and C. S. Adams, Appl. Phys. Lett. 94, 071107 (2009).
[CrossRef]

A. K. Mohapatra, M. G. Bason, B. Butscher, K. J. Weatherill, and C. S. Adams, Nat. Phys. 4, 890 (2008).
[CrossRef]

White, J. D.

Wieman, C.

C. Wieman and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 36, 1170 (1976).
[CrossRef]

Wu, S.

S. Wu, T. Plisson, R. C. Brown, W. D. Phillips, and J. V. Porto, Phys. Rev. Lett. 103, 173003 (2009).
[CrossRef]

Ye, C. Y.

C. Y. Ye, A. S. Zibrov, Yu. V. Rostovtsev, and M. O. Scully, Phys. Rev. A 65, 043805 (2002).
[CrossRef]

Zhao, J.

T. Vogt, M. Viteau, J. Zhao, A. Chotia, D. Comparat, and P. Pillet, Phys. Rev. Lett. 97, 083003 (2006).
[CrossRef]

Zibrov, A. S.

C. Y. Ye, A. S. Zibrov, Yu. V. Rostovtsev, and M. O. Scully, Phys. Rev. A 65, 043805 (2002).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

R. P. Abel, A. K. Mohapatra, M. G. Bason, J. D. Pritchard, K. J. Weatherill, U. Raitzsch, and C. S. Adams, Appl. Phys. Lett. 94, 071107 (2009).
[CrossRef]

Eur. Phys. J. D (1)

C. Javaux, I. G. Hughes, G. Lochead, J. Millen, and M. P. A. Jones, Eur. Phys. J. D 57, 151 (2010).
[CrossRef]

IEEE Trans. Instrum. Meas. (1)

M. Breton, N. Cyr, P. Tremblay, M. Têtu, and R. Boucher, IEEE Trans. Instrum. Meas. 42, 162 (1993).
[CrossRef]

J. Phys. B (2)

C. P. Pearman, C. S. Adams, S. G. Cox, P. F. Griffin, D. A. Smith, and I. G. Hughes, J. Phys. B 35, 5141 (2002).
[CrossRef]

M. G. Bason, A. K. Mohapatra, K. J. Weatherill, and C. S. Adams, J. Phys. B 42, 075503 (2009).
[CrossRef]

Nat. Phys. (1)

A. K. Mohapatra, M. G. Bason, B. Butscher, K. J. Weatherill, and C. S. Adams, Nat. Phys. 4, 890 (2008).
[CrossRef]

Opt. Lett. (2)

Phys. Rev. A (5)

J. L. Hanssen, J. J. McClelland, E. A. Dakin, and M. Jacka, Phys. Rev. A 74, 063416 (2006).
[CrossRef]

D. Sheng, A. Pérez Galván, and L. A. Orozco, Phys. Rev. A 78062506 (2008).
[CrossRef]

M. L. Harris, C. S. Adams, S. L. Cornish, I. C. McLeod, E. Tarleton, and I. G. Hughes, Phys. Rev. A 73, 062509 (2006).
[CrossRef]

C. Y. Ye, A. S. Zibrov, Yu. V. Rostovtsev, and M. O. Scully, Phys. Rev. A 65, 043805 (2002).
[CrossRef]

C. E. Theodosiou, Phys. Rev. A 30, 2881 (1984).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (7)

P. M. Anisimov, J. P. Dowling, and B. C. Sanders, Phys. Rev. Lett. 107, 163604 (2011).
[CrossRef]

T. Vogt, M. Viteau, J. Zhao, A. Chotia, D. Comparat, and P. Pillet, Phys. Rev. Lett. 97, 083003 (2006).
[CrossRef]

B. J. Claessens, S. B. van der Geer, G. Taban, E. J. D. Vredenbregt, and O. J. Luiten, Phys. Rev. Lett. 95, 164801 (2005).
[CrossRef]

I. Mourachko, D. Comparat, F. de Tomasi, A. Fioretti, P. Nosbaum, V. M. Akulin, and P. Pillet, Phys. Rev. Lett. 80, 253 (1998).
[CrossRef]

C. Wieman and T. W. Hänsch, Phys. Rev. Lett. 36, 1170 (1976).
[CrossRef]

J. D. Pritchard, D. Maxwell, A. Gauguet, K. J. Weatherill, M. P. A. Jones, and C. S. Adams, Phys. Rev. Lett. 105, 193603 (2010).
[CrossRef]

S. Wu, T. Plisson, R. C. Brown, W. D. Phillips, and J. V. Porto, Phys. Rev. Lett. 103, 173003 (2009).
[CrossRef]

Rev. Mod. Phys. (1)

M. Fleischhauer, A. Imamoglu, and J. P. Marangos, Rev. Mod. Phys. 77, 633 (2005).
[CrossRef]

Other (1)

I. G. Hughes, New Trends in Quantum Coherence and Nonlinear Optics (Nova, 2009).

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 (5)

Fig. 1.
Fig. 1.

(a) Experimental setup. The 852 nm pump (1.6 mm 1/e2radius) and 1470 nm probe (1.2 mm 1/e2radius) beams counterpropagate through a 5 cm vapor cell. Probe rotation is measured by a polarimeter. (b) Energy level diagram. The circularly polarized pump with Rabi frequency Ωpump drives σ+ transitions and induces an anisotropy in the medium. The medium is probed by a linearly polarized beam with Rabi frequency Ωprobe on the excited state transition. The excited state linewidths Γ6P=5.2MHz and Γ7S=3.3MHz [15].

Fig. 2.
Fig. 2.

Experimental spectra with theoretical fitting (dashed lines). (a) Individual signals S1 (red line) and S2 (blue line) recorded at the two photodiodes. (b) (S1+S2)/2 is a Lorentzian absorption profile and (c) (S1S2)/2 is a dispersive shaped profile for the excited state transition. (d) The residual of the fit to the data shown in (c).

Fig. 3.
Fig. 3.

Experimental data. Evolution of the polarization spectra with increasing pump power.

Fig. 4.
Fig. 4.

Analysis of dispersive lineshapes. (a) Measured gradient of the signal at Δprobe=0 for varying pump power normalized to the maximum gradient. The solid line is a guide to the eye. The dotted vertical line indicates zero gradient. (b) Measured width of the main feature and subfeature with P scaling (solid lines). The dashed line indicates the Doppler-broadened natural linewidth of the excited state transition.

Fig. 5.
Fig. 5.

Theoretical modeling of lineshapes. The red line is the lineshape for zero velocity atoms. The blue line is the Doppler-averaged lineshape, multiplied by a factor of 4, for room-temperature atoms. Each gray line represents a velocity class separated by 2m/s.

Equations (3)

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

E±=E0exp(iωn±Lcα±L2)exp(iϕ)2(x^±iy^).
Δα=Δα01+(2Δprobe/Γ)2,
Δn=Δα02cω0ΓΔprobe1+(2Δprobe/Γ)2.

Metrics