Abstract

We demonstrate laser cooling of trapped beryllium ions at 313 nm using a frequency-doubled extended cavity diode laser operated at 626 nm, obtained by cooling a ridge waveguide diode laser chip to 31°C. Up to 32 mW of narrowband 626 nm laser radiation is obtained. After passage through an optical isolator and beam shaping optics, 14 mW of 626 nm power remains of which 70% is coupled into an external enhancement cavity containing a nonlinear crystal for second-harmonic generation. We produce up to 35 μW of 313 nm radiation, which is subsequently used to laser cool and detect 6×102 beryllium ions, stored in a linear Paul trap, to a temperature of about 10 mK, as evidenced by the formation of Coulomb crystals. Our setup offers a simple and affordable alternative for Doppler cooling, optical pumping, and detection to presently used laser systems.

© 2013 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. T. Rosenband, D. B. Hume, P. O. Schmidt, C. W. Chou, A. Brusch, L. Lorini, W. H. Oskay, R. E. Drullinger, T. M. Fortier, J. E. Stalnaker, S. A. Diddams, W. C. Swann, N. R. Newbury, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Science 319, 1808 (2008).
    [CrossRef]
  2. J. P. Home, D. Hanneke, J. D. Jost, J. M. Amini, D. Leibfried, and D. J. Wineland, Science 325, 1227 (2009).
    [CrossRef]
  3. C. Monroe, D. M. Meekhof, B. E. King, S. R. Jefferts, W. M. Itano, and D. J. Wineland, Phys. Rev. Lett. 75, 4011 (1995).
    [CrossRef]
  4. J. C. J. Koelemeij, B. Roth, A. Wicht, I. Ernsting, and S. Schiller, Phys. Rev. Lett. 98, 173002 (2007).
    [CrossRef]
  5. H. Schnitzler, U. Fröhlich, T. Boley, A. Clemen, J. Mlynek, A. Peters, and S. Schiller, Appl. Opt. 41, 7000 (2002).
    [CrossRef]
  6. A. C. Wilson, C. Ospelkaus, A. P. VanDevender, J. A. Mlynek, K. R. Brown, D. Leibfried, and D. J. Wineland, Appl. Phys. B 105, 741 (2011).
    [CrossRef]
  7. S. Vasiliyev, A. Nevsky, I. Ernsting, M. Hansen, J. Shen, and S. Schiller, Appl. Phys. B 103, 27 (2011).
    [CrossRef]
  8. G. Blume, C. Kaspari, D. Feise, A. Sahm, B. Sumpf, B. Eppich, and K. Paschke, Opt. Rev. 19, 395 (2012).
    [CrossRef]
  9. R. Bohdan, A. Bercha, W. Trzeciakowski, F. Dybała, B. Piechal, M. Bou Sanayeh, M. Reufer, and P. Brick, J. Appl. Phys. 104, 063105 (2008).
    [CrossRef]
  10. J. C. J. Koelemeij, W. Hogervorst, and W. Vassen, Rev. Sci. Instrum. 76, 033104 (2005).
    [CrossRef]
  11. T. W. Hänsch and B. Couillaud, Opt. Commun. 35, 441 (1980).
    [CrossRef]
  12. J. C. J. Koelemeij, D. W. E. Noom, D. de Jong, M. A. Haddad, and W. Ubachs, Appl. Phys. B 107, 1075 (2012).
    [CrossRef]
  13. F. Diedrich, E. Peik, J. M. Chen, W. Quint, and H. Walther, Phys. Rev. Lett. 59, 2931 (1987).
    [CrossRef]
  14. C. B. Zhang, D. Offenberg, B. Roth, M. A. Wilson, and S. Schiller, Phys. Rev. A 76, 012719 (2007).
    [CrossRef]
  15. H. Ball, M. W. Lee, S. D. Gensemer, and M. J. Biercuk, arXiv:1304.1947 [physics.optics] (2013).

2012 (2)

G. Blume, C. Kaspari, D. Feise, A. Sahm, B. Sumpf, B. Eppich, and K. Paschke, Opt. Rev. 19, 395 (2012).
[CrossRef]

J. C. J. Koelemeij, D. W. E. Noom, D. de Jong, M. A. Haddad, and W. Ubachs, Appl. Phys. B 107, 1075 (2012).
[CrossRef]

2011 (2)

A. C. Wilson, C. Ospelkaus, A. P. VanDevender, J. A. Mlynek, K. R. Brown, D. Leibfried, and D. J. Wineland, Appl. Phys. B 105, 741 (2011).
[CrossRef]

S. Vasiliyev, A. Nevsky, I. Ernsting, M. Hansen, J. Shen, and S. Schiller, Appl. Phys. B 103, 27 (2011).
[CrossRef]

2009 (1)

J. P. Home, D. Hanneke, J. D. Jost, J. M. Amini, D. Leibfried, and D. J. Wineland, Science 325, 1227 (2009).
[CrossRef]

2008 (2)

T. Rosenband, D. B. Hume, P. O. Schmidt, C. W. Chou, A. Brusch, L. Lorini, W. H. Oskay, R. E. Drullinger, T. M. Fortier, J. E. Stalnaker, S. A. Diddams, W. C. Swann, N. R. Newbury, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Science 319, 1808 (2008).
[CrossRef]

R. Bohdan, A. Bercha, W. Trzeciakowski, F. Dybała, B. Piechal, M. Bou Sanayeh, M. Reufer, and P. Brick, J. Appl. Phys. 104, 063105 (2008).
[CrossRef]

2007 (2)

C. B. Zhang, D. Offenberg, B. Roth, M. A. Wilson, and S. Schiller, Phys. Rev. A 76, 012719 (2007).
[CrossRef]

J. C. J. Koelemeij, B. Roth, A. Wicht, I. Ernsting, and S. Schiller, Phys. Rev. Lett. 98, 173002 (2007).
[CrossRef]

2005 (1)

J. C. J. Koelemeij, W. Hogervorst, and W. Vassen, Rev. Sci. Instrum. 76, 033104 (2005).
[CrossRef]

2002 (1)

1995 (1)

C. Monroe, D. M. Meekhof, B. E. King, S. R. Jefferts, W. M. Itano, and D. J. Wineland, Phys. Rev. Lett. 75, 4011 (1995).
[CrossRef]

1987 (1)

F. Diedrich, E. Peik, J. M. Chen, W. Quint, and H. Walther, Phys. Rev. Lett. 59, 2931 (1987).
[CrossRef]

1980 (1)

T. W. Hänsch and B. Couillaud, Opt. Commun. 35, 441 (1980).
[CrossRef]

Amini, J. M.

J. P. Home, D. Hanneke, J. D. Jost, J. M. Amini, D. Leibfried, and D. J. Wineland, Science 325, 1227 (2009).
[CrossRef]

Ball, H.

H. Ball, M. W. Lee, S. D. Gensemer, and M. J. Biercuk, arXiv:1304.1947 [physics.optics] (2013).

Bercha, A.

R. Bohdan, A. Bercha, W. Trzeciakowski, F. Dybała, B. Piechal, M. Bou Sanayeh, M. Reufer, and P. Brick, J. Appl. Phys. 104, 063105 (2008).
[CrossRef]

Bergquist, J. C.

T. Rosenband, D. B. Hume, P. O. Schmidt, C. W. Chou, A. Brusch, L. Lorini, W. H. Oskay, R. E. Drullinger, T. M. Fortier, J. E. Stalnaker, S. A. Diddams, W. C. Swann, N. R. Newbury, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Science 319, 1808 (2008).
[CrossRef]

Biercuk, M. J.

H. Ball, M. W. Lee, S. D. Gensemer, and M. J. Biercuk, arXiv:1304.1947 [physics.optics] (2013).

Blume, G.

G. Blume, C. Kaspari, D. Feise, A. Sahm, B. Sumpf, B. Eppich, and K. Paschke, Opt. Rev. 19, 395 (2012).
[CrossRef]

Bohdan, R.

R. Bohdan, A. Bercha, W. Trzeciakowski, F. Dybała, B. Piechal, M. Bou Sanayeh, M. Reufer, and P. Brick, J. Appl. Phys. 104, 063105 (2008).
[CrossRef]

Boley, T.

Bou Sanayeh, M.

R. Bohdan, A. Bercha, W. Trzeciakowski, F. Dybała, B. Piechal, M. Bou Sanayeh, M. Reufer, and P. Brick, J. Appl. Phys. 104, 063105 (2008).
[CrossRef]

Brick, P.

R. Bohdan, A. Bercha, W. Trzeciakowski, F. Dybała, B. Piechal, M. Bou Sanayeh, M. Reufer, and P. Brick, J. Appl. Phys. 104, 063105 (2008).
[CrossRef]

Brown, K. R.

A. C. Wilson, C. Ospelkaus, A. P. VanDevender, J. A. Mlynek, K. R. Brown, D. Leibfried, and D. J. Wineland, Appl. Phys. B 105, 741 (2011).
[CrossRef]

Brusch, A.

T. Rosenband, D. B. Hume, P. O. Schmidt, C. W. Chou, A. Brusch, L. Lorini, W. H. Oskay, R. E. Drullinger, T. M. Fortier, J. E. Stalnaker, S. A. Diddams, W. C. Swann, N. R. Newbury, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Science 319, 1808 (2008).
[CrossRef]

Chen, J. M.

F. Diedrich, E. Peik, J. M. Chen, W. Quint, and H. Walther, Phys. Rev. Lett. 59, 2931 (1987).
[CrossRef]

Chou, C. W.

T. Rosenband, D. B. Hume, P. O. Schmidt, C. W. Chou, A. Brusch, L. Lorini, W. H. Oskay, R. E. Drullinger, T. M. Fortier, J. E. Stalnaker, S. A. Diddams, W. C. Swann, N. R. Newbury, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Science 319, 1808 (2008).
[CrossRef]

Clemen, A.

Couillaud, B.

T. W. Hänsch and B. Couillaud, Opt. Commun. 35, 441 (1980).
[CrossRef]

de Jong, D.

J. C. J. Koelemeij, D. W. E. Noom, D. de Jong, M. A. Haddad, and W. Ubachs, Appl. Phys. B 107, 1075 (2012).
[CrossRef]

Diddams, S. A.

T. Rosenband, D. B. Hume, P. O. Schmidt, C. W. Chou, A. Brusch, L. Lorini, W. H. Oskay, R. E. Drullinger, T. M. Fortier, J. E. Stalnaker, S. A. Diddams, W. C. Swann, N. R. Newbury, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Science 319, 1808 (2008).
[CrossRef]

Diedrich, F.

F. Diedrich, E. Peik, J. M. Chen, W. Quint, and H. Walther, Phys. Rev. Lett. 59, 2931 (1987).
[CrossRef]

Drullinger, R. E.

T. Rosenband, D. B. Hume, P. O. Schmidt, C. W. Chou, A. Brusch, L. Lorini, W. H. Oskay, R. E. Drullinger, T. M. Fortier, J. E. Stalnaker, S. A. Diddams, W. C. Swann, N. R. Newbury, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Science 319, 1808 (2008).
[CrossRef]

Dybala, F.

R. Bohdan, A. Bercha, W. Trzeciakowski, F. Dybała, B. Piechal, M. Bou Sanayeh, M. Reufer, and P. Brick, J. Appl. Phys. 104, 063105 (2008).
[CrossRef]

Eppich, B.

G. Blume, C. Kaspari, D. Feise, A. Sahm, B. Sumpf, B. Eppich, and K. Paschke, Opt. Rev. 19, 395 (2012).
[CrossRef]

Ernsting, I.

S. Vasiliyev, A. Nevsky, I. Ernsting, M. Hansen, J. Shen, and S. Schiller, Appl. Phys. B 103, 27 (2011).
[CrossRef]

J. C. J. Koelemeij, B. Roth, A. Wicht, I. Ernsting, and S. Schiller, Phys. Rev. Lett. 98, 173002 (2007).
[CrossRef]

Feise, D.

G. Blume, C. Kaspari, D. Feise, A. Sahm, B. Sumpf, B. Eppich, and K. Paschke, Opt. Rev. 19, 395 (2012).
[CrossRef]

Fortier, T. M.

T. Rosenband, D. B. Hume, P. O. Schmidt, C. W. Chou, A. Brusch, L. Lorini, W. H. Oskay, R. E. Drullinger, T. M. Fortier, J. E. Stalnaker, S. A. Diddams, W. C. Swann, N. R. Newbury, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Science 319, 1808 (2008).
[CrossRef]

Fröhlich, U.

Gensemer, S. D.

H. Ball, M. W. Lee, S. D. Gensemer, and M. J. Biercuk, arXiv:1304.1947 [physics.optics] (2013).

Haddad, M. A.

J. C. J. Koelemeij, D. W. E. Noom, D. de Jong, M. A. Haddad, and W. Ubachs, Appl. Phys. B 107, 1075 (2012).
[CrossRef]

Hanneke, D.

J. P. Home, D. Hanneke, J. D. Jost, J. M. Amini, D. Leibfried, and D. J. Wineland, Science 325, 1227 (2009).
[CrossRef]

Hänsch, T. W.

T. W. Hänsch and B. Couillaud, Opt. Commun. 35, 441 (1980).
[CrossRef]

Hansen, M.

S. Vasiliyev, A. Nevsky, I. Ernsting, M. Hansen, J. Shen, and S. Schiller, Appl. Phys. B 103, 27 (2011).
[CrossRef]

Hogervorst, W.

J. C. J. Koelemeij, W. Hogervorst, and W. Vassen, Rev. Sci. Instrum. 76, 033104 (2005).
[CrossRef]

Home, J. P.

J. P. Home, D. Hanneke, J. D. Jost, J. M. Amini, D. Leibfried, and D. J. Wineland, Science 325, 1227 (2009).
[CrossRef]

Hume, D. B.

T. Rosenband, D. B. Hume, P. O. Schmidt, C. W. Chou, A. Brusch, L. Lorini, W. H. Oskay, R. E. Drullinger, T. M. Fortier, J. E. Stalnaker, S. A. Diddams, W. C. Swann, N. R. Newbury, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Science 319, 1808 (2008).
[CrossRef]

Itano, W. M.

T. Rosenband, D. B. Hume, P. O. Schmidt, C. W. Chou, A. Brusch, L. Lorini, W. H. Oskay, R. E. Drullinger, T. M. Fortier, J. E. Stalnaker, S. A. Diddams, W. C. Swann, N. R. Newbury, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Science 319, 1808 (2008).
[CrossRef]

C. Monroe, D. M. Meekhof, B. E. King, S. R. Jefferts, W. M. Itano, and D. J. Wineland, Phys. Rev. Lett. 75, 4011 (1995).
[CrossRef]

Jefferts, S. R.

C. Monroe, D. M. Meekhof, B. E. King, S. R. Jefferts, W. M. Itano, and D. J. Wineland, Phys. Rev. Lett. 75, 4011 (1995).
[CrossRef]

Jost, J. D.

J. P. Home, D. Hanneke, J. D. Jost, J. M. Amini, D. Leibfried, and D. J. Wineland, Science 325, 1227 (2009).
[CrossRef]

Kaspari, C.

G. Blume, C. Kaspari, D. Feise, A. Sahm, B. Sumpf, B. Eppich, and K. Paschke, Opt. Rev. 19, 395 (2012).
[CrossRef]

King, B. E.

C. Monroe, D. M. Meekhof, B. E. King, S. R. Jefferts, W. M. Itano, and D. J. Wineland, Phys. Rev. Lett. 75, 4011 (1995).
[CrossRef]

Koelemeij, J. C. J.

J. C. J. Koelemeij, D. W. E. Noom, D. de Jong, M. A. Haddad, and W. Ubachs, Appl. Phys. B 107, 1075 (2012).
[CrossRef]

J. C. J. Koelemeij, B. Roth, A. Wicht, I. Ernsting, and S. Schiller, Phys. Rev. Lett. 98, 173002 (2007).
[CrossRef]

J. C. J. Koelemeij, W. Hogervorst, and W. Vassen, Rev. Sci. Instrum. 76, 033104 (2005).
[CrossRef]

Lee, M. W.

H. Ball, M. W. Lee, S. D. Gensemer, and M. J. Biercuk, arXiv:1304.1947 [physics.optics] (2013).

Leibfried, D.

A. C. Wilson, C. Ospelkaus, A. P. VanDevender, J. A. Mlynek, K. R. Brown, D. Leibfried, and D. J. Wineland, Appl. Phys. B 105, 741 (2011).
[CrossRef]

J. P. Home, D. Hanneke, J. D. Jost, J. M. Amini, D. Leibfried, and D. J. Wineland, Science 325, 1227 (2009).
[CrossRef]

Lorini, L.

T. Rosenband, D. B. Hume, P. O. Schmidt, C. W. Chou, A. Brusch, L. Lorini, W. H. Oskay, R. E. Drullinger, T. M. Fortier, J. E. Stalnaker, S. A. Diddams, W. C. Swann, N. R. Newbury, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Science 319, 1808 (2008).
[CrossRef]

Meekhof, D. M.

C. Monroe, D. M. Meekhof, B. E. King, S. R. Jefferts, W. M. Itano, and D. J. Wineland, Phys. Rev. Lett. 75, 4011 (1995).
[CrossRef]

Mlynek, J.

Mlynek, J. A.

A. C. Wilson, C. Ospelkaus, A. P. VanDevender, J. A. Mlynek, K. R. Brown, D. Leibfried, and D. J. Wineland, Appl. Phys. B 105, 741 (2011).
[CrossRef]

Monroe, C.

C. Monroe, D. M. Meekhof, B. E. King, S. R. Jefferts, W. M. Itano, and D. J. Wineland, Phys. Rev. Lett. 75, 4011 (1995).
[CrossRef]

Nevsky, A.

S. Vasiliyev, A. Nevsky, I. Ernsting, M. Hansen, J. Shen, and S. Schiller, Appl. Phys. B 103, 27 (2011).
[CrossRef]

Newbury, N. R.

T. Rosenband, D. B. Hume, P. O. Schmidt, C. W. Chou, A. Brusch, L. Lorini, W. H. Oskay, R. E. Drullinger, T. M. Fortier, J. E. Stalnaker, S. A. Diddams, W. C. Swann, N. R. Newbury, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Science 319, 1808 (2008).
[CrossRef]

Noom, D. W. E.

J. C. J. Koelemeij, D. W. E. Noom, D. de Jong, M. A. Haddad, and W. Ubachs, Appl. Phys. B 107, 1075 (2012).
[CrossRef]

Offenberg, D.

C. B. Zhang, D. Offenberg, B. Roth, M. A. Wilson, and S. Schiller, Phys. Rev. A 76, 012719 (2007).
[CrossRef]

Oskay, W. H.

T. Rosenband, D. B. Hume, P. O. Schmidt, C. W. Chou, A. Brusch, L. Lorini, W. H. Oskay, R. E. Drullinger, T. M. Fortier, J. E. Stalnaker, S. A. Diddams, W. C. Swann, N. R. Newbury, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Science 319, 1808 (2008).
[CrossRef]

Ospelkaus, C.

A. C. Wilson, C. Ospelkaus, A. P. VanDevender, J. A. Mlynek, K. R. Brown, D. Leibfried, and D. J. Wineland, Appl. Phys. B 105, 741 (2011).
[CrossRef]

Paschke, K.

G. Blume, C. Kaspari, D. Feise, A. Sahm, B. Sumpf, B. Eppich, and K. Paschke, Opt. Rev. 19, 395 (2012).
[CrossRef]

Peik, E.

F. Diedrich, E. Peik, J. M. Chen, W. Quint, and H. Walther, Phys. Rev. Lett. 59, 2931 (1987).
[CrossRef]

Peters, A.

Piechal, B.

R. Bohdan, A. Bercha, W. Trzeciakowski, F. Dybała, B. Piechal, M. Bou Sanayeh, M. Reufer, and P. Brick, J. Appl. Phys. 104, 063105 (2008).
[CrossRef]

Quint, W.

F. Diedrich, E. Peik, J. M. Chen, W. Quint, and H. Walther, Phys. Rev. Lett. 59, 2931 (1987).
[CrossRef]

Reufer, M.

R. Bohdan, A. Bercha, W. Trzeciakowski, F. Dybała, B. Piechal, M. Bou Sanayeh, M. Reufer, and P. Brick, J. Appl. Phys. 104, 063105 (2008).
[CrossRef]

Rosenband, T.

T. Rosenband, D. B. Hume, P. O. Schmidt, C. W. Chou, A. Brusch, L. Lorini, W. H. Oskay, R. E. Drullinger, T. M. Fortier, J. E. Stalnaker, S. A. Diddams, W. C. Swann, N. R. Newbury, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Science 319, 1808 (2008).
[CrossRef]

Roth, B.

J. C. J. Koelemeij, B. Roth, A. Wicht, I. Ernsting, and S. Schiller, Phys. Rev. Lett. 98, 173002 (2007).
[CrossRef]

C. B. Zhang, D. Offenberg, B. Roth, M. A. Wilson, and S. Schiller, Phys. Rev. A 76, 012719 (2007).
[CrossRef]

Sahm, A.

G. Blume, C. Kaspari, D. Feise, A. Sahm, B. Sumpf, B. Eppich, and K. Paschke, Opt. Rev. 19, 395 (2012).
[CrossRef]

Schiller, S.

S. Vasiliyev, A. Nevsky, I. Ernsting, M. Hansen, J. Shen, and S. Schiller, Appl. Phys. B 103, 27 (2011).
[CrossRef]

J. C. J. Koelemeij, B. Roth, A. Wicht, I. Ernsting, and S. Schiller, Phys. Rev. Lett. 98, 173002 (2007).
[CrossRef]

C. B. Zhang, D. Offenberg, B. Roth, M. A. Wilson, and S. Schiller, Phys. Rev. A 76, 012719 (2007).
[CrossRef]

H. Schnitzler, U. Fröhlich, T. Boley, A. Clemen, J. Mlynek, A. Peters, and S. Schiller, Appl. Opt. 41, 7000 (2002).
[CrossRef]

Schmidt, P. O.

T. Rosenband, D. B. Hume, P. O. Schmidt, C. W. Chou, A. Brusch, L. Lorini, W. H. Oskay, R. E. Drullinger, T. M. Fortier, J. E. Stalnaker, S. A. Diddams, W. C. Swann, N. R. Newbury, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Science 319, 1808 (2008).
[CrossRef]

Schnitzler, H.

Shen, J.

S. Vasiliyev, A. Nevsky, I. Ernsting, M. Hansen, J. Shen, and S. Schiller, Appl. Phys. B 103, 27 (2011).
[CrossRef]

Stalnaker, J. E.

T. Rosenband, D. B. Hume, P. O. Schmidt, C. W. Chou, A. Brusch, L. Lorini, W. H. Oskay, R. E. Drullinger, T. M. Fortier, J. E. Stalnaker, S. A. Diddams, W. C. Swann, N. R. Newbury, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Science 319, 1808 (2008).
[CrossRef]

Sumpf, B.

G. Blume, C. Kaspari, D. Feise, A. Sahm, B. Sumpf, B. Eppich, and K. Paschke, Opt. Rev. 19, 395 (2012).
[CrossRef]

Swann, W. C.

T. Rosenband, D. B. Hume, P. O. Schmidt, C. W. Chou, A. Brusch, L. Lorini, W. H. Oskay, R. E. Drullinger, T. M. Fortier, J. E. Stalnaker, S. A. Diddams, W. C. Swann, N. R. Newbury, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Science 319, 1808 (2008).
[CrossRef]

Trzeciakowski, W.

R. Bohdan, A. Bercha, W. Trzeciakowski, F. Dybała, B. Piechal, M. Bou Sanayeh, M. Reufer, and P. Brick, J. Appl. Phys. 104, 063105 (2008).
[CrossRef]

Ubachs, W.

J. C. J. Koelemeij, D. W. E. Noom, D. de Jong, M. A. Haddad, and W. Ubachs, Appl. Phys. B 107, 1075 (2012).
[CrossRef]

VanDevender, A. P.

A. C. Wilson, C. Ospelkaus, A. P. VanDevender, J. A. Mlynek, K. R. Brown, D. Leibfried, and D. J. Wineland, Appl. Phys. B 105, 741 (2011).
[CrossRef]

Vasiliyev, S.

S. Vasiliyev, A. Nevsky, I. Ernsting, M. Hansen, J. Shen, and S. Schiller, Appl. Phys. B 103, 27 (2011).
[CrossRef]

Vassen, W.

J. C. J. Koelemeij, W. Hogervorst, and W. Vassen, Rev. Sci. Instrum. 76, 033104 (2005).
[CrossRef]

Walther, H.

F. Diedrich, E. Peik, J. M. Chen, W. Quint, and H. Walther, Phys. Rev. Lett. 59, 2931 (1987).
[CrossRef]

Wicht, A.

J. C. J. Koelemeij, B. Roth, A. Wicht, I. Ernsting, and S. Schiller, Phys. Rev. Lett. 98, 173002 (2007).
[CrossRef]

Wilson, A. C.

A. C. Wilson, C. Ospelkaus, A. P. VanDevender, J. A. Mlynek, K. R. Brown, D. Leibfried, and D. J. Wineland, Appl. Phys. B 105, 741 (2011).
[CrossRef]

Wilson, M. A.

C. B. Zhang, D. Offenberg, B. Roth, M. A. Wilson, and S. Schiller, Phys. Rev. A 76, 012719 (2007).
[CrossRef]

Wineland, D. J.

A. C. Wilson, C. Ospelkaus, A. P. VanDevender, J. A. Mlynek, K. R. Brown, D. Leibfried, and D. J. Wineland, Appl. Phys. B 105, 741 (2011).
[CrossRef]

J. P. Home, D. Hanneke, J. D. Jost, J. M. Amini, D. Leibfried, and D. J. Wineland, Science 325, 1227 (2009).
[CrossRef]

T. Rosenband, D. B. Hume, P. O. Schmidt, C. W. Chou, A. Brusch, L. Lorini, W. H. Oskay, R. E. Drullinger, T. M. Fortier, J. E. Stalnaker, S. A. Diddams, W. C. Swann, N. R. Newbury, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Science 319, 1808 (2008).
[CrossRef]

C. Monroe, D. M. Meekhof, B. E. King, S. R. Jefferts, W. M. Itano, and D. J. Wineland, Phys. Rev. Lett. 75, 4011 (1995).
[CrossRef]

Zhang, C. B.

C. B. Zhang, D. Offenberg, B. Roth, M. A. Wilson, and S. Schiller, Phys. Rev. A 76, 012719 (2007).
[CrossRef]

Appl. Opt. (1)

Appl. Phys. B (3)

A. C. Wilson, C. Ospelkaus, A. P. VanDevender, J. A. Mlynek, K. R. Brown, D. Leibfried, and D. J. Wineland, Appl. Phys. B 105, 741 (2011).
[CrossRef]

S. Vasiliyev, A. Nevsky, I. Ernsting, M. Hansen, J. Shen, and S. Schiller, Appl. Phys. B 103, 27 (2011).
[CrossRef]

J. C. J. Koelemeij, D. W. E. Noom, D. de Jong, M. A. Haddad, and W. Ubachs, Appl. Phys. B 107, 1075 (2012).
[CrossRef]

J. Appl. Phys. (1)

R. Bohdan, A. Bercha, W. Trzeciakowski, F. Dybała, B. Piechal, M. Bou Sanayeh, M. Reufer, and P. Brick, J. Appl. Phys. 104, 063105 (2008).
[CrossRef]

Opt. Commun. (1)

T. W. Hänsch and B. Couillaud, Opt. Commun. 35, 441 (1980).
[CrossRef]

Opt. Rev. (1)

G. Blume, C. Kaspari, D. Feise, A. Sahm, B. Sumpf, B. Eppich, and K. Paschke, Opt. Rev. 19, 395 (2012).
[CrossRef]

Phys. Rev. A (1)

C. B. Zhang, D. Offenberg, B. Roth, M. A. Wilson, and S. Schiller, Phys. Rev. A 76, 012719 (2007).
[CrossRef]

Phys. Rev. Lett. (3)

F. Diedrich, E. Peik, J. M. Chen, W. Quint, and H. Walther, Phys. Rev. Lett. 59, 2931 (1987).
[CrossRef]

C. Monroe, D. M. Meekhof, B. E. King, S. R. Jefferts, W. M. Itano, and D. J. Wineland, Phys. Rev. Lett. 75, 4011 (1995).
[CrossRef]

J. C. J. Koelemeij, B. Roth, A. Wicht, I. Ernsting, and S. Schiller, Phys. Rev. Lett. 98, 173002 (2007).
[CrossRef]

Rev. Sci. Instrum. (1)

J. C. J. Koelemeij, W. Hogervorst, and W. Vassen, Rev. Sci. Instrum. 76, 033104 (2005).
[CrossRef]

Science (2)

T. Rosenband, D. B. Hume, P. O. Schmidt, C. W. Chou, A. Brusch, L. Lorini, W. H. Oskay, R. E. Drullinger, T. M. Fortier, J. E. Stalnaker, S. A. Diddams, W. C. Swann, N. R. Newbury, W. M. Itano, D. J. Wineland, and J. C. Bergquist, Science 319, 1808 (2008).
[CrossRef]

J. P. Home, D. Hanneke, J. D. Jost, J. M. Amini, D. Leibfried, and D. J. Wineland, Science 325, 1227 (2009).
[CrossRef]

Other (1)

H. Ball, M. W. Lee, S. D. Gensemer, and M. J. Biercuk, arXiv:1304.1947 [physics.optics] (2013).

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.

Unseeded diode laser emission spectra at 100 mA and a temperature of 15°C (red dotted curve), 0°C (orange dashed–dotted curve), 15 ° C (green dashed curve), and 30 ° C (blue solid curve). 626.266 nm is achieved for a temperature of 31 ° C .

Fig. 2.
Fig. 2.

(a) Schematic top view of the ECDL. (b) Three-dimensional computer-aided design drawing of the ECDL. (c) Top and side views of the ECDL including cooling stages and enclosing box. See text for details.

Fig. 3.
Fig. 3.

EM-CCD fluorescence images of 6 × 10 2 trapped and laser-cooled Be + ions, acquired with an exposure time of 3.5 s. Image width corresponds to 1.2 mm, and the trap symmetry axis coincides with the major axis of the ion ensemble. 313 nm intensity is equal to 0.8 I sat . Looking at (a) and (b) from top to bottom, the 313 nm frequency is stepped from about 0.6 GHz from resonance to a few tens of megahertz below resonance. (a) Gaseous state. (b) Coulomb crystals at various laser detunings. Single ions are clearly visible in the region to the right of the image center. Only this part is imaged sharply onto the EM-CCD by the imaging optics, which view the ions at a small angle with respect to the direction normal to the trap axis. (c) Images as obtained from MD simulations (integration time 10 ms) for 590 Be + and 5 BeH + impurity ions at 6 mK (top), 10 mK (middle), and 15 mK (bottom) respectively, indicating 10 mK temperatures for the Coulomb crystals shown in (b).

Metrics