Abstract

We demonstrate coherent phase locking of a room-temperature continuous-wave quantum cascade laser (QCL) at 9.1 μm to a Tm-fiber laser frequency comb centered at 2 μm, with an integrated residual phase error of 0.9 rad (30 mHz to 1.5 MHz). This resulted in a QCL linewidth reduction from 525 to 25 kHz at 1 ms observation time, limited by the linewidth of the free-running frequency comb.

© 2012 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, A. Castrillo, L. Galli, G. Giusfredi, D. Mazzotti, L. Gianfrani, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 104, 083904 (2010).
    [CrossRef]
  2. S. Bartalini, S. Borri, L. Galli, G. Giusfredi, D. Mazzotti, T. Edamura, N. Akikusa, M. Yamanishi, and P. De Natale, Opt. Express 19, 17996 (2011).
    [CrossRef]
  3. L. Tombez, J. Di Francesco, S. Schilt, G. Di Domenico, J. Faist, P. Thomann, and D. Hofstetter, Opt. Lett. 36, 3109 (2011).
    [CrossRef]
  4. R. M. Williams, J. F. Kelly, J. S. Hartman, S. W. Sharpe, M. S. Taubman, J. L. Hall, F. Capasso, C. Gmachl, D. L. Sivco, J. N. Baillargeon, and A. Y. Cho, Opt. Lett. 24, 1844(1999).
    [CrossRef]
  5. M. S. Taubman, T. L. Myers, B. D. Cannon, R. M. Williams, F. Capasso, C. Gmachl, D. L. Sivco, and A. Y. Choy, Opt. Lett. 27, 2164 (2002).
    [CrossRef]
  6. G. Maison, P. G. Carbajo, M. Carras, and D. Romanini, Opt. Lett. 35, 3607 (2010).
    [CrossRef]
  7. D. Rabunus, U. Grad, M. Philipp, O. Ricken, J. Stutzki, B. Vowinkel, M. C. Wiedner, C. Walther, M. Fisher, and J. Faist, Opt. Express 17, 1159 (2009).
    [CrossRef]
  8. S. Barbieri, P. Gellie, G. Santarelli, L. Ding, W. Maineult, C. Sirtori, R. Colombelli, H. Beere, and D. Ritchie, Nat. Photonics 4, 636 (2010).
    [CrossRef]
  9. S. A. Diddams. J. Opt. Soc. Am. B 27, B51 (2010).
    [CrossRef]
  10. A. Schliesser, M. Brehm, F. Keilmann, and D. W. van der Weide, Opt. Express 13, 9029 (2005).
    [CrossRef]
  11. E. Peters, S. A. Diddams, P. Fendel, S. Reinhardt, T. W. Hänsch, and T. Udem, Opt. Express 17, 9183(2009).
    [CrossRef]
  12. A. Cingőz, D. C. Yost, T. K. Allison, A. Ruehl, M. Fermann, I. Hartl, and J. Ye, Nature 482, 68 (2012).
    [CrossRef]
  13. S. Bartalini, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, P. De Natale, S. Borri, L. Galli, T. Leveque, and L. Gianfrani, Opt. Lett. 32, 988 (2007).
    [CrossRef]
  14. S. Borri, S. Bartalini, L. Galli, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, A. Castrillo, L. Gianfrani, and P. De Natale, Opt. Express 16, 11637 (2008).
    [CrossRef]
  15. A. Gambetta, E. Fasci, A. Castrillo, M. Marongoni, G. Galzerano, G. Casa, L. Laporta, and L. Gianfrani, New J. Phys. 12, 103006 (2010).
    [CrossRef]
  16. D. Gatti, A. Gambetta, A. Castrillo, G. Galzerano, P. Laporta, L. Gianfrani, and M. Marangoni, Opt. Express 19, 17520 (2011).
    [CrossRef]
  17. P. Cancio, S. Bartalini, S. Borri, I. Galli, G. Gagliardi, G. Giusfredi, P. Maddaloni, P. Malara, D. Mazzotti, and P. De Natale, Appl. Phys. B 102, 255 (2011).
    [CrossRef]
  18. I. Galli, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, D. Mazzotti, P. De Natale, and G. Giusfredi, Phys. Rev. Lett. 107, 270802 (2011).
    [CrossRef]
  19. A. Amy-Klein, A. Goncharov, C. Daussy, C. Grain, O. Lopez, G. Santarelli, and C. Chardonnet, Appl. Phys. B 78, 25 (2004).
    [CrossRef]
  20. A. Gambetta, D. Gatti, A. Castrillo, G. Galzerano, P. Laporta, L. Gianfrani, and M. Marangoni, Appl. Phys. Lett. 99, 251107 (2011).
    [CrossRef]
  21. T. Kessler, C. Hagemann, C. Grebing, T. Legero, U. Sterr, F. Riehle, M. J. Martin, L. Chen, and J. Ye, in Proceedings on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM, 2012) (2012), pp. 272–273.
  22. J. Jiang, A. Ruehl, I. Hartl, and M. E. Fermann, in CLEO 2011—Laser Applications to Photonic Applications, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2011), paper CThBB5.
  23. C. R. Phillips, J. Jiang, C. Langrock, M. M. Fejer, and M. Fermann, in CLEO:2011—Laser Applications to Photonic Applications, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2011), paper PDPA5.
  24. J. L. Hall and M. Zhu, in Laser Manipulation of Atoms and Ions, E. Arimondo, W. D. Phillips, and F. Strumia, eds. (North Holland, 1992), p. 671.
  25. K. Knabe, P. A. Williams, F. R. Giorgetta, C. M. Armacost, S. Crivello, M. B. Radunsky, and N. R. Newbury, Opt. Express 20, 12432 (2012).
    [CrossRef]
  26. G. Di Domenico, S. Schilt, and P. Thomann, Appl. Opt. 49, 4801 (2010).
    [CrossRef]
  27. J. Bethge, J. Jiang, C. Mohr, M. Fermann, and I. Hartl, in CLEO:2012, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2012) paper AT5A, (2012).

2012 (2)

A. Cingőz, D. C. Yost, T. K. Allison, A. Ruehl, M. Fermann, I. Hartl, and J. Ye, Nature 482, 68 (2012).
[CrossRef]

K. Knabe, P. A. Williams, F. R. Giorgetta, C. M. Armacost, S. Crivello, M. B. Radunsky, and N. R. Newbury, Opt. Express 20, 12432 (2012).
[CrossRef]

2011 (6)

L. Tombez, J. Di Francesco, S. Schilt, G. Di Domenico, J. Faist, P. Thomann, and D. Hofstetter, Opt. Lett. 36, 3109 (2011).
[CrossRef]

D. Gatti, A. Gambetta, A. Castrillo, G. Galzerano, P. Laporta, L. Gianfrani, and M. Marangoni, Opt. Express 19, 17520 (2011).
[CrossRef]

S. Bartalini, S. Borri, L. Galli, G. Giusfredi, D. Mazzotti, T. Edamura, N. Akikusa, M. Yamanishi, and P. De Natale, Opt. Express 19, 17996 (2011).
[CrossRef]

P. Cancio, S. Bartalini, S. Borri, I. Galli, G. Gagliardi, G. Giusfredi, P. Maddaloni, P. Malara, D. Mazzotti, and P. De Natale, Appl. Phys. B 102, 255 (2011).
[CrossRef]

I. Galli, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, D. Mazzotti, P. De Natale, and G. Giusfredi, Phys. Rev. Lett. 107, 270802 (2011).
[CrossRef]

A. Gambetta, D. Gatti, A. Castrillo, G. Galzerano, P. Laporta, L. Gianfrani, and M. Marangoni, Appl. Phys. Lett. 99, 251107 (2011).
[CrossRef]

2010 (6)

A. Gambetta, E. Fasci, A. Castrillo, M. Marongoni, G. Galzerano, G. Casa, L. Laporta, and L. Gianfrani, New J. Phys. 12, 103006 (2010).
[CrossRef]

S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, A. Castrillo, L. Galli, G. Giusfredi, D. Mazzotti, L. Gianfrani, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 104, 083904 (2010).
[CrossRef]

S. Barbieri, P. Gellie, G. Santarelli, L. Ding, W. Maineult, C. Sirtori, R. Colombelli, H. Beere, and D. Ritchie, Nat. Photonics 4, 636 (2010).
[CrossRef]

G. Di Domenico, S. Schilt, and P. Thomann, Appl. Opt. 49, 4801 (2010).
[CrossRef]

S. A. Diddams. J. Opt. Soc. Am. B 27, B51 (2010).
[CrossRef]

G. Maison, P. G. Carbajo, M. Carras, and D. Romanini, Opt. Lett. 35, 3607 (2010).
[CrossRef]

2009 (2)

2008 (1)

2007 (1)

2005 (1)

2004 (1)

A. Amy-Klein, A. Goncharov, C. Daussy, C. Grain, O. Lopez, G. Santarelli, and C. Chardonnet, Appl. Phys. B 78, 25 (2004).
[CrossRef]

2002 (1)

1999 (1)

Akikusa, N.

Allison, T. K.

A. Cingőz, D. C. Yost, T. K. Allison, A. Ruehl, M. Fermann, I. Hartl, and J. Ye, Nature 482, 68 (2012).
[CrossRef]

Amy-Klein, A.

A. Amy-Klein, A. Goncharov, C. Daussy, C. Grain, O. Lopez, G. Santarelli, and C. Chardonnet, Appl. Phys. B 78, 25 (2004).
[CrossRef]

Armacost, C. M.

Baillargeon, J. N.

Barbieri, S.

S. Barbieri, P. Gellie, G. Santarelli, L. Ding, W. Maineult, C. Sirtori, R. Colombelli, H. Beere, and D. Ritchie, Nat. Photonics 4, 636 (2010).
[CrossRef]

Bartalini, S.

I. Galli, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, D. Mazzotti, P. De Natale, and G. Giusfredi, Phys. Rev. Lett. 107, 270802 (2011).
[CrossRef]

P. Cancio, S. Bartalini, S. Borri, I. Galli, G. Gagliardi, G. Giusfredi, P. Maddaloni, P. Malara, D. Mazzotti, and P. De Natale, Appl. Phys. B 102, 255 (2011).
[CrossRef]

S. Bartalini, S. Borri, L. Galli, G. Giusfredi, D. Mazzotti, T. Edamura, N. Akikusa, M. Yamanishi, and P. De Natale, Opt. Express 19, 17996 (2011).
[CrossRef]

S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, A. Castrillo, L. Galli, G. Giusfredi, D. Mazzotti, L. Gianfrani, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 104, 083904 (2010).
[CrossRef]

S. Borri, S. Bartalini, L. Galli, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, A. Castrillo, L. Gianfrani, and P. De Natale, Opt. Express 16, 11637 (2008).
[CrossRef]

S. Bartalini, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, P. De Natale, S. Borri, L. Galli, T. Leveque, and L. Gianfrani, Opt. Lett. 32, 988 (2007).
[CrossRef]

Beere, H.

S. Barbieri, P. Gellie, G. Santarelli, L. Ding, W. Maineult, C. Sirtori, R. Colombelli, H. Beere, and D. Ritchie, Nat. Photonics 4, 636 (2010).
[CrossRef]

Bethge, J.

J. Bethge, J. Jiang, C. Mohr, M. Fermann, and I. Hartl, in CLEO:2012, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2012) paper AT5A, (2012).

Borri, S.

S. Bartalini, S. Borri, L. Galli, G. Giusfredi, D. Mazzotti, T. Edamura, N. Akikusa, M. Yamanishi, and P. De Natale, Opt. Express 19, 17996 (2011).
[CrossRef]

I. Galli, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, D. Mazzotti, P. De Natale, and G. Giusfredi, Phys. Rev. Lett. 107, 270802 (2011).
[CrossRef]

P. Cancio, S. Bartalini, S. Borri, I. Galli, G. Gagliardi, G. Giusfredi, P. Maddaloni, P. Malara, D. Mazzotti, and P. De Natale, Appl. Phys. B 102, 255 (2011).
[CrossRef]

S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, A. Castrillo, L. Galli, G. Giusfredi, D. Mazzotti, L. Gianfrani, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 104, 083904 (2010).
[CrossRef]

S. Borri, S. Bartalini, L. Galli, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, A. Castrillo, L. Gianfrani, and P. De Natale, Opt. Express 16, 11637 (2008).
[CrossRef]

S. Bartalini, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, P. De Natale, S. Borri, L. Galli, T. Leveque, and L. Gianfrani, Opt. Lett. 32, 988 (2007).
[CrossRef]

Brehm, M.

Cancio, P.

P. Cancio, S. Bartalini, S. Borri, I. Galli, G. Gagliardi, G. Giusfredi, P. Maddaloni, P. Malara, D. Mazzotti, and P. De Natale, Appl. Phys. B 102, 255 (2011).
[CrossRef]

I. Galli, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, D. Mazzotti, P. De Natale, and G. Giusfredi, Phys. Rev. Lett. 107, 270802 (2011).
[CrossRef]

S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, A. Castrillo, L. Galli, G. Giusfredi, D. Mazzotti, L. Gianfrani, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 104, 083904 (2010).
[CrossRef]

S. Borri, S. Bartalini, L. Galli, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, A. Castrillo, L. Gianfrani, and P. De Natale, Opt. Express 16, 11637 (2008).
[CrossRef]

S. Bartalini, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, P. De Natale, S. Borri, L. Galli, T. Leveque, and L. Gianfrani, Opt. Lett. 32, 988 (2007).
[CrossRef]

Cannon, B. D.

Capasso, F.

Carbajo, P. G.

Carras, M.

Casa, G.

A. Gambetta, E. Fasci, A. Castrillo, M. Marongoni, G. Galzerano, G. Casa, L. Laporta, and L. Gianfrani, New J. Phys. 12, 103006 (2010).
[CrossRef]

Castrillo, A.

A. Gambetta, D. Gatti, A. Castrillo, G. Galzerano, P. Laporta, L. Gianfrani, and M. Marangoni, Appl. Phys. Lett. 99, 251107 (2011).
[CrossRef]

D. Gatti, A. Gambetta, A. Castrillo, G. Galzerano, P. Laporta, L. Gianfrani, and M. Marangoni, Opt. Express 19, 17520 (2011).
[CrossRef]

S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, A. Castrillo, L. Galli, G. Giusfredi, D. Mazzotti, L. Gianfrani, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 104, 083904 (2010).
[CrossRef]

A. Gambetta, E. Fasci, A. Castrillo, M. Marongoni, G. Galzerano, G. Casa, L. Laporta, and L. Gianfrani, New J. Phys. 12, 103006 (2010).
[CrossRef]

S. Borri, S. Bartalini, L. Galli, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, A. Castrillo, L. Gianfrani, and P. De Natale, Opt. Express 16, 11637 (2008).
[CrossRef]

Chardonnet, C.

A. Amy-Klein, A. Goncharov, C. Daussy, C. Grain, O. Lopez, G. Santarelli, and C. Chardonnet, Appl. Phys. B 78, 25 (2004).
[CrossRef]

Chen, L.

T. Kessler, C. Hagemann, C. Grebing, T. Legero, U. Sterr, F. Riehle, M. J. Martin, L. Chen, and J. Ye, in Proceedings on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM, 2012) (2012), pp. 272–273.

Cho, A. Y.

Choy, A. Y.

Cingoz, A.

A. Cingőz, D. C. Yost, T. K. Allison, A. Ruehl, M. Fermann, I. Hartl, and J. Ye, Nature 482, 68 (2012).
[CrossRef]

Colombelli, R.

S. Barbieri, P. Gellie, G. Santarelli, L. Ding, W. Maineult, C. Sirtori, R. Colombelli, H. Beere, and D. Ritchie, Nat. Photonics 4, 636 (2010).
[CrossRef]

Crivello, S.

Daussy, C.

A. Amy-Klein, A. Goncharov, C. Daussy, C. Grain, O. Lopez, G. Santarelli, and C. Chardonnet, Appl. Phys. B 78, 25 (2004).
[CrossRef]

De Natale, P.

P. Cancio, S. Bartalini, S. Borri, I. Galli, G. Gagliardi, G. Giusfredi, P. Maddaloni, P. Malara, D. Mazzotti, and P. De Natale, Appl. Phys. B 102, 255 (2011).
[CrossRef]

I. Galli, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, D. Mazzotti, P. De Natale, and G. Giusfredi, Phys. Rev. Lett. 107, 270802 (2011).
[CrossRef]

S. Bartalini, S. Borri, L. Galli, G. Giusfredi, D. Mazzotti, T. Edamura, N. Akikusa, M. Yamanishi, and P. De Natale, Opt. Express 19, 17996 (2011).
[CrossRef]

S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, A. Castrillo, L. Galli, G. Giusfredi, D. Mazzotti, L. Gianfrani, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 104, 083904 (2010).
[CrossRef]

S. Borri, S. Bartalini, L. Galli, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, A. Castrillo, L. Gianfrani, and P. De Natale, Opt. Express 16, 11637 (2008).
[CrossRef]

S. Bartalini, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, P. De Natale, S. Borri, L. Galli, T. Leveque, and L. Gianfrani, Opt. Lett. 32, 988 (2007).
[CrossRef]

Di Domenico, G.

Di Francesco, J.

Diddams, S. A.

Ding, L.

S. Barbieri, P. Gellie, G. Santarelli, L. Ding, W. Maineult, C. Sirtori, R. Colombelli, H. Beere, and D. Ritchie, Nat. Photonics 4, 636 (2010).
[CrossRef]

Edamura, T.

Faist, J.

Fasci, E.

A. Gambetta, E. Fasci, A. Castrillo, M. Marongoni, G. Galzerano, G. Casa, L. Laporta, and L. Gianfrani, New J. Phys. 12, 103006 (2010).
[CrossRef]

Fejer, M. M.

C. R. Phillips, J. Jiang, C. Langrock, M. M. Fejer, and M. Fermann, in CLEO:2011—Laser Applications to Photonic Applications, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2011), paper PDPA5.

Fendel, P.

Fermann, M.

A. Cingőz, D. C. Yost, T. K. Allison, A. Ruehl, M. Fermann, I. Hartl, and J. Ye, Nature 482, 68 (2012).
[CrossRef]

C. R. Phillips, J. Jiang, C. Langrock, M. M. Fejer, and M. Fermann, in CLEO:2011—Laser Applications to Photonic Applications, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2011), paper PDPA5.

J. Bethge, J. Jiang, C. Mohr, M. Fermann, and I. Hartl, in CLEO:2012, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2012) paper AT5A, (2012).

Fermann, M. E.

J. Jiang, A. Ruehl, I. Hartl, and M. E. Fermann, in CLEO 2011—Laser Applications to Photonic Applications, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2011), paper CThBB5.

Fisher, M.

Gagliardi, G.

P. Cancio, S. Bartalini, S. Borri, I. Galli, G. Gagliardi, G. Giusfredi, P. Maddaloni, P. Malara, D. Mazzotti, and P. De Natale, Appl. Phys. B 102, 255 (2011).
[CrossRef]

Galli, I.

P. Cancio, S. Bartalini, S. Borri, I. Galli, G. Gagliardi, G. Giusfredi, P. Maddaloni, P. Malara, D. Mazzotti, and P. De Natale, Appl. Phys. B 102, 255 (2011).
[CrossRef]

I. Galli, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, D. Mazzotti, P. De Natale, and G. Giusfredi, Phys. Rev. Lett. 107, 270802 (2011).
[CrossRef]

Galli, L.

Galzerano, G.

D. Gatti, A. Gambetta, A. Castrillo, G. Galzerano, P. Laporta, L. Gianfrani, and M. Marangoni, Opt. Express 19, 17520 (2011).
[CrossRef]

A. Gambetta, D. Gatti, A. Castrillo, G. Galzerano, P. Laporta, L. Gianfrani, and M. Marangoni, Appl. Phys. Lett. 99, 251107 (2011).
[CrossRef]

A. Gambetta, E. Fasci, A. Castrillo, M. Marongoni, G. Galzerano, G. Casa, L. Laporta, and L. Gianfrani, New J. Phys. 12, 103006 (2010).
[CrossRef]

Gambetta, A.

A. Gambetta, D. Gatti, A. Castrillo, G. Galzerano, P. Laporta, L. Gianfrani, and M. Marangoni, Appl. Phys. Lett. 99, 251107 (2011).
[CrossRef]

D. Gatti, A. Gambetta, A. Castrillo, G. Galzerano, P. Laporta, L. Gianfrani, and M. Marangoni, Opt. Express 19, 17520 (2011).
[CrossRef]

A. Gambetta, E. Fasci, A. Castrillo, M. Marongoni, G. Galzerano, G. Casa, L. Laporta, and L. Gianfrani, New J. Phys. 12, 103006 (2010).
[CrossRef]

Gatti, D.

D. Gatti, A. Gambetta, A. Castrillo, G. Galzerano, P. Laporta, L. Gianfrani, and M. Marangoni, Opt. Express 19, 17520 (2011).
[CrossRef]

A. Gambetta, D. Gatti, A. Castrillo, G. Galzerano, P. Laporta, L. Gianfrani, and M. Marangoni, Appl. Phys. Lett. 99, 251107 (2011).
[CrossRef]

Gellie, P.

S. Barbieri, P. Gellie, G. Santarelli, L. Ding, W. Maineult, C. Sirtori, R. Colombelli, H. Beere, and D. Ritchie, Nat. Photonics 4, 636 (2010).
[CrossRef]

Gianfrani, L.

A. Gambetta, D. Gatti, A. Castrillo, G. Galzerano, P. Laporta, L. Gianfrani, and M. Marangoni, Appl. Phys. Lett. 99, 251107 (2011).
[CrossRef]

D. Gatti, A. Gambetta, A. Castrillo, G. Galzerano, P. Laporta, L. Gianfrani, and M. Marangoni, Opt. Express 19, 17520 (2011).
[CrossRef]

S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, A. Castrillo, L. Galli, G. Giusfredi, D. Mazzotti, L. Gianfrani, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 104, 083904 (2010).
[CrossRef]

A. Gambetta, E. Fasci, A. Castrillo, M. Marongoni, G. Galzerano, G. Casa, L. Laporta, and L. Gianfrani, New J. Phys. 12, 103006 (2010).
[CrossRef]

S. Borri, S. Bartalini, L. Galli, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, A. Castrillo, L. Gianfrani, and P. De Natale, Opt. Express 16, 11637 (2008).
[CrossRef]

S. Bartalini, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, P. De Natale, S. Borri, L. Galli, T. Leveque, and L. Gianfrani, Opt. Lett. 32, 988 (2007).
[CrossRef]

Giorgetta, F. R.

Giusfredi, G.

I. Galli, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, D. Mazzotti, P. De Natale, and G. Giusfredi, Phys. Rev. Lett. 107, 270802 (2011).
[CrossRef]

P. Cancio, S. Bartalini, S. Borri, I. Galli, G. Gagliardi, G. Giusfredi, P. Maddaloni, P. Malara, D. Mazzotti, and P. De Natale, Appl. Phys. B 102, 255 (2011).
[CrossRef]

S. Bartalini, S. Borri, L. Galli, G. Giusfredi, D. Mazzotti, T. Edamura, N. Akikusa, M. Yamanishi, and P. De Natale, Opt. Express 19, 17996 (2011).
[CrossRef]

S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, A. Castrillo, L. Galli, G. Giusfredi, D. Mazzotti, L. Gianfrani, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 104, 083904 (2010).
[CrossRef]

S. Borri, S. Bartalini, L. Galli, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, A. Castrillo, L. Gianfrani, and P. De Natale, Opt. Express 16, 11637 (2008).
[CrossRef]

S. Bartalini, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, P. De Natale, S. Borri, L. Galli, T. Leveque, and L. Gianfrani, Opt. Lett. 32, 988 (2007).
[CrossRef]

Gmachl, C.

Goncharov, A.

A. Amy-Klein, A. Goncharov, C. Daussy, C. Grain, O. Lopez, G. Santarelli, and C. Chardonnet, Appl. Phys. B 78, 25 (2004).
[CrossRef]

Grad, U.

Grain, C.

A. Amy-Klein, A. Goncharov, C. Daussy, C. Grain, O. Lopez, G. Santarelli, and C. Chardonnet, Appl. Phys. B 78, 25 (2004).
[CrossRef]

Grebing, C.

T. Kessler, C. Hagemann, C. Grebing, T. Legero, U. Sterr, F. Riehle, M. J. Martin, L. Chen, and J. Ye, in Proceedings on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM, 2012) (2012), pp. 272–273.

Hagemann, C.

T. Kessler, C. Hagemann, C. Grebing, T. Legero, U. Sterr, F. Riehle, M. J. Martin, L. Chen, and J. Ye, in Proceedings on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM, 2012) (2012), pp. 272–273.

Hall, J. L.

R. M. Williams, J. F. Kelly, J. S. Hartman, S. W. Sharpe, M. S. Taubman, J. L. Hall, F. Capasso, C. Gmachl, D. L. Sivco, J. N. Baillargeon, and A. Y. Cho, Opt. Lett. 24, 1844(1999).
[CrossRef]

J. L. Hall and M. Zhu, in Laser Manipulation of Atoms and Ions, E. Arimondo, W. D. Phillips, and F. Strumia, eds. (North Holland, 1992), p. 671.

Hänsch, T. W.

Hartl, I.

A. Cingőz, D. C. Yost, T. K. Allison, A. Ruehl, M. Fermann, I. Hartl, and J. Ye, Nature 482, 68 (2012).
[CrossRef]

J. Bethge, J. Jiang, C. Mohr, M. Fermann, and I. Hartl, in CLEO:2012, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2012) paper AT5A, (2012).

J. Jiang, A. Ruehl, I. Hartl, and M. E. Fermann, in CLEO 2011—Laser Applications to Photonic Applications, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2011), paper CThBB5.

Hartman, J. S.

Hofstetter, D.

Jiang, J.

J. Bethge, J. Jiang, C. Mohr, M. Fermann, and I. Hartl, in CLEO:2012, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2012) paper AT5A, (2012).

C. R. Phillips, J. Jiang, C. Langrock, M. M. Fejer, and M. Fermann, in CLEO:2011—Laser Applications to Photonic Applications, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2011), paper PDPA5.

J. Jiang, A. Ruehl, I. Hartl, and M. E. Fermann, in CLEO 2011—Laser Applications to Photonic Applications, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2011), paper CThBB5.

Keilmann, F.

Kelly, J. F.

Kessler, T.

T. Kessler, C. Hagemann, C. Grebing, T. Legero, U. Sterr, F. Riehle, M. J. Martin, L. Chen, and J. Ye, in Proceedings on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM, 2012) (2012), pp. 272–273.

Knabe, K.

Langrock, C.

C. R. Phillips, J. Jiang, C. Langrock, M. M. Fejer, and M. Fermann, in CLEO:2011—Laser Applications to Photonic Applications, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2011), paper PDPA5.

Laporta, L.

A. Gambetta, E. Fasci, A. Castrillo, M. Marongoni, G. Galzerano, G. Casa, L. Laporta, and L. Gianfrani, New J. Phys. 12, 103006 (2010).
[CrossRef]

Laporta, P.

A. Gambetta, D. Gatti, A. Castrillo, G. Galzerano, P. Laporta, L. Gianfrani, and M. Marangoni, Appl. Phys. Lett. 99, 251107 (2011).
[CrossRef]

D. Gatti, A. Gambetta, A. Castrillo, G. Galzerano, P. Laporta, L. Gianfrani, and M. Marangoni, Opt. Express 19, 17520 (2011).
[CrossRef]

Legero, T.

T. Kessler, C. Hagemann, C. Grebing, T. Legero, U. Sterr, F. Riehle, M. J. Martin, L. Chen, and J. Ye, in Proceedings on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM, 2012) (2012), pp. 272–273.

Leveque, T.

Lopez, O.

A. Amy-Klein, A. Goncharov, C. Daussy, C. Grain, O. Lopez, G. Santarelli, and C. Chardonnet, Appl. Phys. B 78, 25 (2004).
[CrossRef]

Maddaloni, P.

P. Cancio, S. Bartalini, S. Borri, I. Galli, G. Gagliardi, G. Giusfredi, P. Maddaloni, P. Malara, D. Mazzotti, and P. De Natale, Appl. Phys. B 102, 255 (2011).
[CrossRef]

Maineult, W.

S. Barbieri, P. Gellie, G. Santarelli, L. Ding, W. Maineult, C. Sirtori, R. Colombelli, H. Beere, and D. Ritchie, Nat. Photonics 4, 636 (2010).
[CrossRef]

Maison, G.

Malara, P.

P. Cancio, S. Bartalini, S. Borri, I. Galli, G. Gagliardi, G. Giusfredi, P. Maddaloni, P. Malara, D. Mazzotti, and P. De Natale, Appl. Phys. B 102, 255 (2011).
[CrossRef]

Marangoni, M.

A. Gambetta, D. Gatti, A. Castrillo, G. Galzerano, P. Laporta, L. Gianfrani, and M. Marangoni, Appl. Phys. Lett. 99, 251107 (2011).
[CrossRef]

D. Gatti, A. Gambetta, A. Castrillo, G. Galzerano, P. Laporta, L. Gianfrani, and M. Marangoni, Opt. Express 19, 17520 (2011).
[CrossRef]

Marongoni, M.

A. Gambetta, E. Fasci, A. Castrillo, M. Marongoni, G. Galzerano, G. Casa, L. Laporta, and L. Gianfrani, New J. Phys. 12, 103006 (2010).
[CrossRef]

Martin, M. J.

T. Kessler, C. Hagemann, C. Grebing, T. Legero, U. Sterr, F. Riehle, M. J. Martin, L. Chen, and J. Ye, in Proceedings on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM, 2012) (2012), pp. 272–273.

Mazzotti, D.

I. Galli, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, D. Mazzotti, P. De Natale, and G. Giusfredi, Phys. Rev. Lett. 107, 270802 (2011).
[CrossRef]

P. Cancio, S. Bartalini, S. Borri, I. Galli, G. Gagliardi, G. Giusfredi, P. Maddaloni, P. Malara, D. Mazzotti, and P. De Natale, Appl. Phys. B 102, 255 (2011).
[CrossRef]

S. Bartalini, S. Borri, L. Galli, G. Giusfredi, D. Mazzotti, T. Edamura, N. Akikusa, M. Yamanishi, and P. De Natale, Opt. Express 19, 17996 (2011).
[CrossRef]

S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, A. Castrillo, L. Galli, G. Giusfredi, D. Mazzotti, L. Gianfrani, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 104, 083904 (2010).
[CrossRef]

S. Borri, S. Bartalini, L. Galli, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, A. Castrillo, L. Gianfrani, and P. De Natale, Opt. Express 16, 11637 (2008).
[CrossRef]

S. Bartalini, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, P. De Natale, S. Borri, L. Galli, T. Leveque, and L. Gianfrani, Opt. Lett. 32, 988 (2007).
[CrossRef]

Mohr, C.

J. Bethge, J. Jiang, C. Mohr, M. Fermann, and I. Hartl, in CLEO:2012, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2012) paper AT5A, (2012).

Myers, T. L.

Newbury, N. R.

Peters, E.

Philipp, M.

Phillips, C. R.

C. R. Phillips, J. Jiang, C. Langrock, M. M. Fejer, and M. Fermann, in CLEO:2011—Laser Applications to Photonic Applications, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2011), paper PDPA5.

Rabunus, D.

Radunsky, M. B.

Reinhardt, S.

Ricken, O.

Riehle, F.

T. Kessler, C. Hagemann, C. Grebing, T. Legero, U. Sterr, F. Riehle, M. J. Martin, L. Chen, and J. Ye, in Proceedings on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM, 2012) (2012), pp. 272–273.

Ritchie, D.

S. Barbieri, P. Gellie, G. Santarelli, L. Ding, W. Maineult, C. Sirtori, R. Colombelli, H. Beere, and D. Ritchie, Nat. Photonics 4, 636 (2010).
[CrossRef]

Romanini, D.

Ruehl, A.

A. Cingőz, D. C. Yost, T. K. Allison, A. Ruehl, M. Fermann, I. Hartl, and J. Ye, Nature 482, 68 (2012).
[CrossRef]

J. Jiang, A. Ruehl, I. Hartl, and M. E. Fermann, in CLEO 2011—Laser Applications to Photonic Applications, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2011), paper CThBB5.

Santarelli, G.

S. Barbieri, P. Gellie, G. Santarelli, L. Ding, W. Maineult, C. Sirtori, R. Colombelli, H. Beere, and D. Ritchie, Nat. Photonics 4, 636 (2010).
[CrossRef]

A. Amy-Klein, A. Goncharov, C. Daussy, C. Grain, O. Lopez, G. Santarelli, and C. Chardonnet, Appl. Phys. B 78, 25 (2004).
[CrossRef]

Schilt, S.

Schliesser, A.

Sharpe, S. W.

Sirtori, C.

S. Barbieri, P. Gellie, G. Santarelli, L. Ding, W. Maineult, C. Sirtori, R. Colombelli, H. Beere, and D. Ritchie, Nat. Photonics 4, 636 (2010).
[CrossRef]

Sivco, D. L.

Sterr, U.

T. Kessler, C. Hagemann, C. Grebing, T. Legero, U. Sterr, F. Riehle, M. J. Martin, L. Chen, and J. Ye, in Proceedings on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM, 2012) (2012), pp. 272–273.

Stutzki, J.

Taubman, M. S.

Thomann, P.

Tombez, L.

Udem, T.

van der Weide, D. W.

Vowinkel, B.

Walther, C.

Wiedner, M. C.

Williams, P. A.

Williams, R. M.

Yamanishi, M.

Ye, J.

A. Cingőz, D. C. Yost, T. K. Allison, A. Ruehl, M. Fermann, I. Hartl, and J. Ye, Nature 482, 68 (2012).
[CrossRef]

T. Kessler, C. Hagemann, C. Grebing, T. Legero, U. Sterr, F. Riehle, M. J. Martin, L. Chen, and J. Ye, in Proceedings on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM, 2012) (2012), pp. 272–273.

Yost, D. C.

A. Cingőz, D. C. Yost, T. K. Allison, A. Ruehl, M. Fermann, I. Hartl, and J. Ye, Nature 482, 68 (2012).
[CrossRef]

Zhu, M.

J. L. Hall and M. Zhu, in Laser Manipulation of Atoms and Ions, E. Arimondo, W. D. Phillips, and F. Strumia, eds. (North Holland, 1992), p. 671.

Appl. Opt. (1)

Appl. Phys. B (2)

P. Cancio, S. Bartalini, S. Borri, I. Galli, G. Gagliardi, G. Giusfredi, P. Maddaloni, P. Malara, D. Mazzotti, and P. De Natale, Appl. Phys. B 102, 255 (2011).
[CrossRef]

A. Amy-Klein, A. Goncharov, C. Daussy, C. Grain, O. Lopez, G. Santarelli, and C. Chardonnet, Appl. Phys. B 78, 25 (2004).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

A. Gambetta, D. Gatti, A. Castrillo, G. Galzerano, P. Laporta, L. Gianfrani, and M. Marangoni, Appl. Phys. Lett. 99, 251107 (2011).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (1)

Nat. Photonics (1)

S. Barbieri, P. Gellie, G. Santarelli, L. Ding, W. Maineult, C. Sirtori, R. Colombelli, H. Beere, and D. Ritchie, Nat. Photonics 4, 636 (2010).
[CrossRef]

Nature (1)

A. Cingőz, D. C. Yost, T. K. Allison, A. Ruehl, M. Fermann, I. Hartl, and J. Ye, Nature 482, 68 (2012).
[CrossRef]

New J. Phys. (1)

A. Gambetta, E. Fasci, A. Castrillo, M. Marongoni, G. Galzerano, G. Casa, L. Laporta, and L. Gianfrani, New J. Phys. 12, 103006 (2010).
[CrossRef]

Opt. Express (7)

Opt. Lett. (5)

Phys. Rev. Lett. (2)

S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, A. Castrillo, L. Galli, G. Giusfredi, D. Mazzotti, L. Gianfrani, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 104, 083904 (2010).
[CrossRef]

I. Galli, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, D. Mazzotti, P. De Natale, and G. Giusfredi, Phys. Rev. Lett. 107, 270802 (2011).
[CrossRef]

Other (5)

T. Kessler, C. Hagemann, C. Grebing, T. Legero, U. Sterr, F. Riehle, M. J. Martin, L. Chen, and J. Ye, in Proceedings on Precision Electromagnetic Measurements (CPEM, 2012) (2012), pp. 272–273.

J. Jiang, A. Ruehl, I. Hartl, and M. E. Fermann, in CLEO 2011—Laser Applications to Photonic Applications, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2011), paper CThBB5.

C. R. Phillips, J. Jiang, C. Langrock, M. M. Fejer, and M. Fermann, in CLEO:2011—Laser Applications to Photonic Applications, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2011), paper PDPA5.

J. L. Hall and M. Zhu, in Laser Manipulation of Atoms and Ions, E. Arimondo, W. D. Phillips, and F. Strumia, eds. (North Holland, 1992), p. 671.

J. Bethge, J. Jiang, C. Mohr, M. Fermann, and I. Hartl, in CLEO:2012, OSA Technical Digest (CD) (Optical Society of America, 2012) paper AT5A, (2012).

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.

Experimental setup. HWP, half-wave-plate; PBS, polarization beam splitter; SC, highly nonlinear fiber; BC, beam combiner; OAP, off-axis parabolic mirror; OF, optical filter; PD, photodiode; FC, fiber coupler; PC, polarization controller; MCT, HgCdTe detector; Phase Det, Phase Detector; and GPS, GPS disciplined oscillator.

Fig. 2.
Fig. 2.

Beat note measurement. Top: beat note of locked QCL (0.3 Hz RBW). Inset: free-running QCL observed with a spectrum analyzer (300 kHz RBW, 10 MHz span, 25 ms sweep). Bottom: measured S ( f ) of locked QCL and calculated integrated phase noise using methods described in [24].

Fig. 3.
Fig. 3.

S Δ v ( f ) measurements: QCL free running; 1 / f trend (dashed line); QCL locked, f rep locked to RF driver; QCL locked, f rep free running. The spurs are caused by the switching power supplies of the current driver.

Tables (1)

Tables Icon

Table 1. Observed QCL Linewidth (FWHM)

Metrics