Abstract

We describe the injection locking of two infrared (794 nm) laser diodes that are each part of a frequency-doubled laser system. An acousto-optic modulator in the injection path gives an offset of 1.6 GHz between the lasers for driving Raman transitions between states in the hyperfine split (by 3.2 GHz) ground level of Ca43+. The offset can be disabled for use in Ca40+. We measure the relative linewidth of the frequency-doubled beams to be 42 mHz in an optical heterodyne measurement. The use of both injection locking and frequency doubling combines spectral purity with high optical power. Our scheme is applicable for providing Raman beams across other ion species and neutral atoms where coherent optical manipulation is required.

© 2013 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. D. J. Wineland and D. Leibfried, Laser Phys. Lett. 8, 175 (2011).
    [CrossRef]
  2. R. Raussendorf, Phil. Trans. R. Soc. A 370, 4541 (2012).
    [CrossRef]
  3. J. P. Home, M. J. McDonnell, D. M. Lucas, G. Imreh, B. C. Keitch, D. J. Szwer, N. R. Thomas, S. C. Webster, D. N. Stacey, and A. M. Steane, New J. Phys. 8, 188 (2006).
  4. D. J. Wineland, C. Monroe, W. M. Itano, D. Leibfried, B. King, and D. Meekhof, J. Res. NIST 103, 259 (1998).
  5. D. M. Lucas, B. C. Keitch, J. P. Home, G. Imreh, M. J. McDonnell, D. N. Stacey, D. J. Szwer, and A. M. Steane, arXiv:0710.4421v1 (2007).
  6. J. Benhelm, G. Kirchmair, C. F. Roos, and R. Blatt, Phys. Rev. A 77, 062306 (2008).
    [CrossRef]
  7. T. P. Harty, D. T. C. Allcock, C. J. Ballance, L. Guidoni, H. A. Janacek, N. M. Linke, D. N. Stacey, and D. M. Lucasare preparing a manuscript to be titled “Fault-tolerant preparation, gates, memory and readout of a trapped-ion quantum bit.”
  8. D. T. C. Allcock, T. P. Harty, C. J. Ballance, B. C. Keitch, N. M. Linke, D. N. Stacey, and D. M. Lucas, Appl. Phys. Lett. 102, 044103 (2013).
    [CrossRef]
  9. E. Knill, D. Leibfried, R. Reichle, J. Britton, R. B. Blakestad, J. D. Josta, C. Langer, R. Ozeri, S. Seidelin, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 77, 012307 (2008).
    [CrossRef]
  10. R. Ozeri, W. M. Itano, R. B. Blakestad, J. Britton, J. Chiaverini, J. D. Jost, C. Langer, D. Leibfried, R. Reichle, S. Seidelin, J. H. Wesenberg, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 75, 042329 (2007).
    [CrossRef]
  11. F. Arbes, M. Benzing, T. Gudjons, F. Kurth, and G. Werth, Z. Phys. D 31, 27 (1994).
    [CrossRef]
  12. R. Koda, T. Oki, T. Miyajima, H. Watanabe, W. Kuramoto, M. Ikeda, and H. Yokoyama, Appl. Phys. Lett. 97, 021101 (2010).
    [CrossRef]
  13. B. C. Keitch, N. R. Thomas, and D. M. Lucas, Opt. Lett. 38, 830 (2013).
    [CrossRef]
  14. P. Spano, S. Piazzolla, and M. Tamburrini, Opt. Lett. 10, 556 (1985).
    [CrossRef]
  15. P. Bouyer, T. L. Gustavson, K. G. Haritos, and M. A. Kasevich, Opt. Lett. 21, 1502 (1996).
    [CrossRef]
  16. J. N. Walpole, E. S. Kintzer, S. R. Chinn, C. A. Wang, and L. J. Missaggia, Appl. Phys. Lett. 61, 740 (1992).
    [CrossRef]
  17. R. W. P. Drever, J. L. Hall, F. V. Kowalski, J. Hough, G. M. Ford, A. J. Munley, and H. Ward, Appl. Phys. 31, 97 (1983).

2013

D. T. C. Allcock, T. P. Harty, C. J. Ballance, B. C. Keitch, N. M. Linke, D. N. Stacey, and D. M. Lucas, Appl. Phys. Lett. 102, 044103 (2013).
[CrossRef]

B. C. Keitch, N. R. Thomas, and D. M. Lucas, Opt. Lett. 38, 830 (2013).
[CrossRef]

2012

R. Raussendorf, Phil. Trans. R. Soc. A 370, 4541 (2012).
[CrossRef]

2011

D. J. Wineland and D. Leibfried, Laser Phys. Lett. 8, 175 (2011).
[CrossRef]

2010

R. Koda, T. Oki, T. Miyajima, H. Watanabe, W. Kuramoto, M. Ikeda, and H. Yokoyama, Appl. Phys. Lett. 97, 021101 (2010).
[CrossRef]

2008

J. Benhelm, G. Kirchmair, C. F. Roos, and R. Blatt, Phys. Rev. A 77, 062306 (2008).
[CrossRef]

E. Knill, D. Leibfried, R. Reichle, J. Britton, R. B. Blakestad, J. D. Josta, C. Langer, R. Ozeri, S. Seidelin, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 77, 012307 (2008).
[CrossRef]

2007

R. Ozeri, W. M. Itano, R. B. Blakestad, J. Britton, J. Chiaverini, J. D. Jost, C. Langer, D. Leibfried, R. Reichle, S. Seidelin, J. H. Wesenberg, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 75, 042329 (2007).
[CrossRef]

2006

J. P. Home, M. J. McDonnell, D. M. Lucas, G. Imreh, B. C. Keitch, D. J. Szwer, N. R. Thomas, S. C. Webster, D. N. Stacey, and A. M. Steane, New J. Phys. 8, 188 (2006).

1998

D. J. Wineland, C. Monroe, W. M. Itano, D. Leibfried, B. King, and D. Meekhof, J. Res. NIST 103, 259 (1998).

1996

1994

F. Arbes, M. Benzing, T. Gudjons, F. Kurth, and G. Werth, Z. Phys. D 31, 27 (1994).
[CrossRef]

1992

J. N. Walpole, E. S. Kintzer, S. R. Chinn, C. A. Wang, and L. J. Missaggia, Appl. Phys. Lett. 61, 740 (1992).
[CrossRef]

1985

1983

R. W. P. Drever, J. L. Hall, F. V. Kowalski, J. Hough, G. M. Ford, A. J. Munley, and H. Ward, Appl. Phys. 31, 97 (1983).

Allcock, D. T. C.

D. T. C. Allcock, T. P. Harty, C. J. Ballance, B. C. Keitch, N. M. Linke, D. N. Stacey, and D. M. Lucas, Appl. Phys. Lett. 102, 044103 (2013).
[CrossRef]

T. P. Harty, D. T. C. Allcock, C. J. Ballance, L. Guidoni, H. A. Janacek, N. M. Linke, D. N. Stacey, and D. M. Lucasare preparing a manuscript to be titled “Fault-tolerant preparation, gates, memory and readout of a trapped-ion quantum bit.”

Arbes, F.

F. Arbes, M. Benzing, T. Gudjons, F. Kurth, and G. Werth, Z. Phys. D 31, 27 (1994).
[CrossRef]

Ballance, C. J.

D. T. C. Allcock, T. P. Harty, C. J. Ballance, B. C. Keitch, N. M. Linke, D. N. Stacey, and D. M. Lucas, Appl. Phys. Lett. 102, 044103 (2013).
[CrossRef]

T. P. Harty, D. T. C. Allcock, C. J. Ballance, L. Guidoni, H. A. Janacek, N. M. Linke, D. N. Stacey, and D. M. Lucasare preparing a manuscript to be titled “Fault-tolerant preparation, gates, memory and readout of a trapped-ion quantum bit.”

Benhelm, J.

J. Benhelm, G. Kirchmair, C. F. Roos, and R. Blatt, Phys. Rev. A 77, 062306 (2008).
[CrossRef]

Benzing, M.

F. Arbes, M. Benzing, T. Gudjons, F. Kurth, and G. Werth, Z. Phys. D 31, 27 (1994).
[CrossRef]

Blakestad, R. B.

E. Knill, D. Leibfried, R. Reichle, J. Britton, R. B. Blakestad, J. D. Josta, C. Langer, R. Ozeri, S. Seidelin, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 77, 012307 (2008).
[CrossRef]

R. Ozeri, W. M. Itano, R. B. Blakestad, J. Britton, J. Chiaverini, J. D. Jost, C. Langer, D. Leibfried, R. Reichle, S. Seidelin, J. H. Wesenberg, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 75, 042329 (2007).
[CrossRef]

Blatt, R.

J. Benhelm, G. Kirchmair, C. F. Roos, and R. Blatt, Phys. Rev. A 77, 062306 (2008).
[CrossRef]

Bouyer, P.

Britton, J.

E. Knill, D. Leibfried, R. Reichle, J. Britton, R. B. Blakestad, J. D. Josta, C. Langer, R. Ozeri, S. Seidelin, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 77, 012307 (2008).
[CrossRef]

R. Ozeri, W. M. Itano, R. B. Blakestad, J. Britton, J. Chiaverini, J. D. Jost, C. Langer, D. Leibfried, R. Reichle, S. Seidelin, J. H. Wesenberg, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 75, 042329 (2007).
[CrossRef]

Chiaverini, J.

R. Ozeri, W. M. Itano, R. B. Blakestad, J. Britton, J. Chiaverini, J. D. Jost, C. Langer, D. Leibfried, R. Reichle, S. Seidelin, J. H. Wesenberg, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 75, 042329 (2007).
[CrossRef]

Chinn, S. R.

J. N. Walpole, E. S. Kintzer, S. R. Chinn, C. A. Wang, and L. J. Missaggia, Appl. Phys. Lett. 61, 740 (1992).
[CrossRef]

Drever, R. W. P.

R. W. P. Drever, J. L. Hall, F. V. Kowalski, J. Hough, G. M. Ford, A. J. Munley, and H. Ward, Appl. Phys. 31, 97 (1983).

Ford, G. M.

R. W. P. Drever, J. L. Hall, F. V. Kowalski, J. Hough, G. M. Ford, A. J. Munley, and H. Ward, Appl. Phys. 31, 97 (1983).

Gudjons, T.

F. Arbes, M. Benzing, T. Gudjons, F. Kurth, and G. Werth, Z. Phys. D 31, 27 (1994).
[CrossRef]

Guidoni, L.

T. P. Harty, D. T. C. Allcock, C. J. Ballance, L. Guidoni, H. A. Janacek, N. M. Linke, D. N. Stacey, and D. M. Lucasare preparing a manuscript to be titled “Fault-tolerant preparation, gates, memory and readout of a trapped-ion quantum bit.”

Gustavson, T. L.

Hall, J. L.

R. W. P. Drever, J. L. Hall, F. V. Kowalski, J. Hough, G. M. Ford, A. J. Munley, and H. Ward, Appl. Phys. 31, 97 (1983).

Haritos, K. G.

Harty, T. P.

D. T. C. Allcock, T. P. Harty, C. J. Ballance, B. C. Keitch, N. M. Linke, D. N. Stacey, and D. M. Lucas, Appl. Phys. Lett. 102, 044103 (2013).
[CrossRef]

T. P. Harty, D. T. C. Allcock, C. J. Ballance, L. Guidoni, H. A. Janacek, N. M. Linke, D. N. Stacey, and D. M. Lucasare preparing a manuscript to be titled “Fault-tolerant preparation, gates, memory and readout of a trapped-ion quantum bit.”

Home, J. P.

J. P. Home, M. J. McDonnell, D. M. Lucas, G. Imreh, B. C. Keitch, D. J. Szwer, N. R. Thomas, S. C. Webster, D. N. Stacey, and A. M. Steane, New J. Phys. 8, 188 (2006).

D. M. Lucas, B. C. Keitch, J. P. Home, G. Imreh, M. J. McDonnell, D. N. Stacey, D. J. Szwer, and A. M. Steane, arXiv:0710.4421v1 (2007).

Hough, J.

R. W. P. Drever, J. L. Hall, F. V. Kowalski, J. Hough, G. M. Ford, A. J. Munley, and H. Ward, Appl. Phys. 31, 97 (1983).

Ikeda, M.

R. Koda, T. Oki, T. Miyajima, H. Watanabe, W. Kuramoto, M. Ikeda, and H. Yokoyama, Appl. Phys. Lett. 97, 021101 (2010).
[CrossRef]

Imreh, G.

J. P. Home, M. J. McDonnell, D. M. Lucas, G. Imreh, B. C. Keitch, D. J. Szwer, N. R. Thomas, S. C. Webster, D. N. Stacey, and A. M. Steane, New J. Phys. 8, 188 (2006).

D. M. Lucas, B. C. Keitch, J. P. Home, G. Imreh, M. J. McDonnell, D. N. Stacey, D. J. Szwer, and A. M. Steane, arXiv:0710.4421v1 (2007).

Itano, W. M.

R. Ozeri, W. M. Itano, R. B. Blakestad, J. Britton, J. Chiaverini, J. D. Jost, C. Langer, D. Leibfried, R. Reichle, S. Seidelin, J. H. Wesenberg, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 75, 042329 (2007).
[CrossRef]

D. J. Wineland, C. Monroe, W. M. Itano, D. Leibfried, B. King, and D. Meekhof, J. Res. NIST 103, 259 (1998).

Janacek, H. A.

T. P. Harty, D. T. C. Allcock, C. J. Ballance, L. Guidoni, H. A. Janacek, N. M. Linke, D. N. Stacey, and D. M. Lucasare preparing a manuscript to be titled “Fault-tolerant preparation, gates, memory and readout of a trapped-ion quantum bit.”

Jost, J. D.

R. Ozeri, W. M. Itano, R. B. Blakestad, J. Britton, J. Chiaverini, J. D. Jost, C. Langer, D. Leibfried, R. Reichle, S. Seidelin, J. H. Wesenberg, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 75, 042329 (2007).
[CrossRef]

Josta, J. D.

E. Knill, D. Leibfried, R. Reichle, J. Britton, R. B. Blakestad, J. D. Josta, C. Langer, R. Ozeri, S. Seidelin, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 77, 012307 (2008).
[CrossRef]

Kasevich, M. A.

Keitch, B. C.

B. C. Keitch, N. R. Thomas, and D. M. Lucas, Opt. Lett. 38, 830 (2013).
[CrossRef]

D. T. C. Allcock, T. P. Harty, C. J. Ballance, B. C. Keitch, N. M. Linke, D. N. Stacey, and D. M. Lucas, Appl. Phys. Lett. 102, 044103 (2013).
[CrossRef]

J. P. Home, M. J. McDonnell, D. M. Lucas, G. Imreh, B. C. Keitch, D. J. Szwer, N. R. Thomas, S. C. Webster, D. N. Stacey, and A. M. Steane, New J. Phys. 8, 188 (2006).

D. M. Lucas, B. C. Keitch, J. P. Home, G. Imreh, M. J. McDonnell, D. N. Stacey, D. J. Szwer, and A. M. Steane, arXiv:0710.4421v1 (2007).

King, B.

D. J. Wineland, C. Monroe, W. M. Itano, D. Leibfried, B. King, and D. Meekhof, J. Res. NIST 103, 259 (1998).

Kintzer, E. S.

J. N. Walpole, E. S. Kintzer, S. R. Chinn, C. A. Wang, and L. J. Missaggia, Appl. Phys. Lett. 61, 740 (1992).
[CrossRef]

Kirchmair, G.

J. Benhelm, G. Kirchmair, C. F. Roos, and R. Blatt, Phys. Rev. A 77, 062306 (2008).
[CrossRef]

Knill, E.

E. Knill, D. Leibfried, R. Reichle, J. Britton, R. B. Blakestad, J. D. Josta, C. Langer, R. Ozeri, S. Seidelin, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 77, 012307 (2008).
[CrossRef]

Koda, R.

R. Koda, T. Oki, T. Miyajima, H. Watanabe, W. Kuramoto, M. Ikeda, and H. Yokoyama, Appl. Phys. Lett. 97, 021101 (2010).
[CrossRef]

Kowalski, F. V.

R. W. P. Drever, J. L. Hall, F. V. Kowalski, J. Hough, G. M. Ford, A. J. Munley, and H. Ward, Appl. Phys. 31, 97 (1983).

Kuramoto, W.

R. Koda, T. Oki, T. Miyajima, H. Watanabe, W. Kuramoto, M. Ikeda, and H. Yokoyama, Appl. Phys. Lett. 97, 021101 (2010).
[CrossRef]

Kurth, F.

F. Arbes, M. Benzing, T. Gudjons, F. Kurth, and G. Werth, Z. Phys. D 31, 27 (1994).
[CrossRef]

Langer, C.

E. Knill, D. Leibfried, R. Reichle, J. Britton, R. B. Blakestad, J. D. Josta, C. Langer, R. Ozeri, S. Seidelin, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 77, 012307 (2008).
[CrossRef]

R. Ozeri, W. M. Itano, R. B. Blakestad, J. Britton, J. Chiaverini, J. D. Jost, C. Langer, D. Leibfried, R. Reichle, S. Seidelin, J. H. Wesenberg, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 75, 042329 (2007).
[CrossRef]

Leibfried, D.

D. J. Wineland and D. Leibfried, Laser Phys. Lett. 8, 175 (2011).
[CrossRef]

E. Knill, D. Leibfried, R. Reichle, J. Britton, R. B. Blakestad, J. D. Josta, C. Langer, R. Ozeri, S. Seidelin, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 77, 012307 (2008).
[CrossRef]

R. Ozeri, W. M. Itano, R. B. Blakestad, J. Britton, J. Chiaverini, J. D. Jost, C. Langer, D. Leibfried, R. Reichle, S. Seidelin, J. H. Wesenberg, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 75, 042329 (2007).
[CrossRef]

D. J. Wineland, C. Monroe, W. M. Itano, D. Leibfried, B. King, and D. Meekhof, J. Res. NIST 103, 259 (1998).

Linke, N. M.

D. T. C. Allcock, T. P. Harty, C. J. Ballance, B. C. Keitch, N. M. Linke, D. N. Stacey, and D. M. Lucas, Appl. Phys. Lett. 102, 044103 (2013).
[CrossRef]

T. P. Harty, D. T. C. Allcock, C. J. Ballance, L. Guidoni, H. A. Janacek, N. M. Linke, D. N. Stacey, and D. M. Lucasare preparing a manuscript to be titled “Fault-tolerant preparation, gates, memory and readout of a trapped-ion quantum bit.”

Lucas, D. M.

D. T. C. Allcock, T. P. Harty, C. J. Ballance, B. C. Keitch, N. M. Linke, D. N. Stacey, and D. M. Lucas, Appl. Phys. Lett. 102, 044103 (2013).
[CrossRef]

B. C. Keitch, N. R. Thomas, and D. M. Lucas, Opt. Lett. 38, 830 (2013).
[CrossRef]

J. P. Home, M. J. McDonnell, D. M. Lucas, G. Imreh, B. C. Keitch, D. J. Szwer, N. R. Thomas, S. C. Webster, D. N. Stacey, and A. M. Steane, New J. Phys. 8, 188 (2006).

D. M. Lucas, B. C. Keitch, J. P. Home, G. Imreh, M. J. McDonnell, D. N. Stacey, D. J. Szwer, and A. M. Steane, arXiv:0710.4421v1 (2007).

T. P. Harty, D. T. C. Allcock, C. J. Ballance, L. Guidoni, H. A. Janacek, N. M. Linke, D. N. Stacey, and D. M. Lucasare preparing a manuscript to be titled “Fault-tolerant preparation, gates, memory and readout of a trapped-ion quantum bit.”

McDonnell, M. J.

J. P. Home, M. J. McDonnell, D. M. Lucas, G. Imreh, B. C. Keitch, D. J. Szwer, N. R. Thomas, S. C. Webster, D. N. Stacey, and A. M. Steane, New J. Phys. 8, 188 (2006).

D. M. Lucas, B. C. Keitch, J. P. Home, G. Imreh, M. J. McDonnell, D. N. Stacey, D. J. Szwer, and A. M. Steane, arXiv:0710.4421v1 (2007).

Meekhof, D.

D. J. Wineland, C. Monroe, W. M. Itano, D. Leibfried, B. King, and D. Meekhof, J. Res. NIST 103, 259 (1998).

Missaggia, L. J.

J. N. Walpole, E. S. Kintzer, S. R. Chinn, C. A. Wang, and L. J. Missaggia, Appl. Phys. Lett. 61, 740 (1992).
[CrossRef]

Miyajima, T.

R. Koda, T. Oki, T. Miyajima, H. Watanabe, W. Kuramoto, M. Ikeda, and H. Yokoyama, Appl. Phys. Lett. 97, 021101 (2010).
[CrossRef]

Monroe, C.

D. J. Wineland, C. Monroe, W. M. Itano, D. Leibfried, B. King, and D. Meekhof, J. Res. NIST 103, 259 (1998).

Munley, A. J.

R. W. P. Drever, J. L. Hall, F. V. Kowalski, J. Hough, G. M. Ford, A. J. Munley, and H. Ward, Appl. Phys. 31, 97 (1983).

Oki, T.

R. Koda, T. Oki, T. Miyajima, H. Watanabe, W. Kuramoto, M. Ikeda, and H. Yokoyama, Appl. Phys. Lett. 97, 021101 (2010).
[CrossRef]

Ozeri, R.

E. Knill, D. Leibfried, R. Reichle, J. Britton, R. B. Blakestad, J. D. Josta, C. Langer, R. Ozeri, S. Seidelin, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 77, 012307 (2008).
[CrossRef]

R. Ozeri, W. M. Itano, R. B. Blakestad, J. Britton, J. Chiaverini, J. D. Jost, C. Langer, D. Leibfried, R. Reichle, S. Seidelin, J. H. Wesenberg, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 75, 042329 (2007).
[CrossRef]

Piazzolla, S.

Raussendorf, R.

R. Raussendorf, Phil. Trans. R. Soc. A 370, 4541 (2012).
[CrossRef]

Reichle, R.

E. Knill, D. Leibfried, R. Reichle, J. Britton, R. B. Blakestad, J. D. Josta, C. Langer, R. Ozeri, S. Seidelin, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 77, 012307 (2008).
[CrossRef]

R. Ozeri, W. M. Itano, R. B. Blakestad, J. Britton, J. Chiaverini, J. D. Jost, C. Langer, D. Leibfried, R. Reichle, S. Seidelin, J. H. Wesenberg, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 75, 042329 (2007).
[CrossRef]

Roos, C. F.

J. Benhelm, G. Kirchmair, C. F. Roos, and R. Blatt, Phys. Rev. A 77, 062306 (2008).
[CrossRef]

Seidelin, S.

E. Knill, D. Leibfried, R. Reichle, J. Britton, R. B. Blakestad, J. D. Josta, C. Langer, R. Ozeri, S. Seidelin, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 77, 012307 (2008).
[CrossRef]

R. Ozeri, W. M. Itano, R. B. Blakestad, J. Britton, J. Chiaverini, J. D. Jost, C. Langer, D. Leibfried, R. Reichle, S. Seidelin, J. H. Wesenberg, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 75, 042329 (2007).
[CrossRef]

Spano, P.

Stacey, D. N.

D. T. C. Allcock, T. P. Harty, C. J. Ballance, B. C. Keitch, N. M. Linke, D. N. Stacey, and D. M. Lucas, Appl. Phys. Lett. 102, 044103 (2013).
[CrossRef]

J. P. Home, M. J. McDonnell, D. M. Lucas, G. Imreh, B. C. Keitch, D. J. Szwer, N. R. Thomas, S. C. Webster, D. N. Stacey, and A. M. Steane, New J. Phys. 8, 188 (2006).

T. P. Harty, D. T. C. Allcock, C. J. Ballance, L. Guidoni, H. A. Janacek, N. M. Linke, D. N. Stacey, and D. M. Lucasare preparing a manuscript to be titled “Fault-tolerant preparation, gates, memory and readout of a trapped-ion quantum bit.”

D. M. Lucas, B. C. Keitch, J. P. Home, G. Imreh, M. J. McDonnell, D. N. Stacey, D. J. Szwer, and A. M. Steane, arXiv:0710.4421v1 (2007).

Steane, A. M.

J. P. Home, M. J. McDonnell, D. M. Lucas, G. Imreh, B. C. Keitch, D. J. Szwer, N. R. Thomas, S. C. Webster, D. N. Stacey, and A. M. Steane, New J. Phys. 8, 188 (2006).

D. M. Lucas, B. C. Keitch, J. P. Home, G. Imreh, M. J. McDonnell, D. N. Stacey, D. J. Szwer, and A. M. Steane, arXiv:0710.4421v1 (2007).

Szwer, D. J.

J. P. Home, M. J. McDonnell, D. M. Lucas, G. Imreh, B. C. Keitch, D. J. Szwer, N. R. Thomas, S. C. Webster, D. N. Stacey, and A. M. Steane, New J. Phys. 8, 188 (2006).

D. M. Lucas, B. C. Keitch, J. P. Home, G. Imreh, M. J. McDonnell, D. N. Stacey, D. J. Szwer, and A. M. Steane, arXiv:0710.4421v1 (2007).

Tamburrini, M.

Thomas, N. R.

B. C. Keitch, N. R. Thomas, and D. M. Lucas, Opt. Lett. 38, 830 (2013).
[CrossRef]

J. P. Home, M. J. McDonnell, D. M. Lucas, G. Imreh, B. C. Keitch, D. J. Szwer, N. R. Thomas, S. C. Webster, D. N. Stacey, and A. M. Steane, New J. Phys. 8, 188 (2006).

Walpole, J. N.

J. N. Walpole, E. S. Kintzer, S. R. Chinn, C. A. Wang, and L. J. Missaggia, Appl. Phys. Lett. 61, 740 (1992).
[CrossRef]

Wang, C. A.

J. N. Walpole, E. S. Kintzer, S. R. Chinn, C. A. Wang, and L. J. Missaggia, Appl. Phys. Lett. 61, 740 (1992).
[CrossRef]

Ward, H.

R. W. P. Drever, J. L. Hall, F. V. Kowalski, J. Hough, G. M. Ford, A. J. Munley, and H. Ward, Appl. Phys. 31, 97 (1983).

Watanabe, H.

R. Koda, T. Oki, T. Miyajima, H. Watanabe, W. Kuramoto, M. Ikeda, and H. Yokoyama, Appl. Phys. Lett. 97, 021101 (2010).
[CrossRef]

Webster, S. C.

J. P. Home, M. J. McDonnell, D. M. Lucas, G. Imreh, B. C. Keitch, D. J. Szwer, N. R. Thomas, S. C. Webster, D. N. Stacey, and A. M. Steane, New J. Phys. 8, 188 (2006).

Werth, G.

F. Arbes, M. Benzing, T. Gudjons, F. Kurth, and G. Werth, Z. Phys. D 31, 27 (1994).
[CrossRef]

Wesenberg, J. H.

R. Ozeri, W. M. Itano, R. B. Blakestad, J. Britton, J. Chiaverini, J. D. Jost, C. Langer, D. Leibfried, R. Reichle, S. Seidelin, J. H. Wesenberg, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 75, 042329 (2007).
[CrossRef]

Wineland, D. J.

D. J. Wineland and D. Leibfried, Laser Phys. Lett. 8, 175 (2011).
[CrossRef]

E. Knill, D. Leibfried, R. Reichle, J. Britton, R. B. Blakestad, J. D. Josta, C. Langer, R. Ozeri, S. Seidelin, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 77, 012307 (2008).
[CrossRef]

R. Ozeri, W. M. Itano, R. B. Blakestad, J. Britton, J. Chiaverini, J. D. Jost, C. Langer, D. Leibfried, R. Reichle, S. Seidelin, J. H. Wesenberg, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 75, 042329 (2007).
[CrossRef]

D. J. Wineland, C. Monroe, W. M. Itano, D. Leibfried, B. King, and D. Meekhof, J. Res. NIST 103, 259 (1998).

Yokoyama, H.

R. Koda, T. Oki, T. Miyajima, H. Watanabe, W. Kuramoto, M. Ikeda, and H. Yokoyama, Appl. Phys. Lett. 97, 021101 (2010).
[CrossRef]

Appl. Phys.

R. W. P. Drever, J. L. Hall, F. V. Kowalski, J. Hough, G. M. Ford, A. J. Munley, and H. Ward, Appl. Phys. 31, 97 (1983).

Appl. Phys. Lett.

D. T. C. Allcock, T. P. Harty, C. J. Ballance, B. C. Keitch, N. M. Linke, D. N. Stacey, and D. M. Lucas, Appl. Phys. Lett. 102, 044103 (2013).
[CrossRef]

R. Koda, T. Oki, T. Miyajima, H. Watanabe, W. Kuramoto, M. Ikeda, and H. Yokoyama, Appl. Phys. Lett. 97, 021101 (2010).
[CrossRef]

J. N. Walpole, E. S. Kintzer, S. R. Chinn, C. A. Wang, and L. J. Missaggia, Appl. Phys. Lett. 61, 740 (1992).
[CrossRef]

J. Res. NIST

D. J. Wineland, C. Monroe, W. M. Itano, D. Leibfried, B. King, and D. Meekhof, J. Res. NIST 103, 259 (1998).

Laser Phys. Lett.

D. J. Wineland and D. Leibfried, Laser Phys. Lett. 8, 175 (2011).
[CrossRef]

New J. Phys.

J. P. Home, M. J. McDonnell, D. M. Lucas, G. Imreh, B. C. Keitch, D. J. Szwer, N. R. Thomas, S. C. Webster, D. N. Stacey, and A. M. Steane, New J. Phys. 8, 188 (2006).

Opt. Lett.

Phil. Trans. R. Soc. A

R. Raussendorf, Phil. Trans. R. Soc. A 370, 4541 (2012).
[CrossRef]

Phys. Rev. A

E. Knill, D. Leibfried, R. Reichle, J. Britton, R. B. Blakestad, J. D. Josta, C. Langer, R. Ozeri, S. Seidelin, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 77, 012307 (2008).
[CrossRef]

R. Ozeri, W. M. Itano, R. B. Blakestad, J. Britton, J. Chiaverini, J. D. Jost, C. Langer, D. Leibfried, R. Reichle, S. Seidelin, J. H. Wesenberg, and D. J. Wineland, Phys. Rev. A 75, 042329 (2007).
[CrossRef]

J. Benhelm, G. Kirchmair, C. F. Roos, and R. Blatt, Phys. Rev. A 77, 062306 (2008).
[CrossRef]

Z. Phys. D

F. Arbes, M. Benzing, T. Gudjons, F. Kurth, and G. Werth, Z. Phys. D 31, 27 (1994).
[CrossRef]

Other

D. M. Lucas, B. C. Keitch, J. P. Home, G. Imreh, M. J. McDonnell, D. N. Stacey, D. J. Szwer, and A. M. Steane, arXiv:0710.4421v1 (2007).

T. P. Harty, D. T. C. Allcock, C. J. Ballance, L. Guidoni, H. A. Janacek, N. M. Linke, D. N. Stacey, and D. M. Lucasare preparing a manuscript to be titled “Fault-tolerant preparation, gates, memory and readout of a trapped-ion quantum bit.”

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.

Injection beam setup showing the double-pass AOM arrangement that allows the offset to be switched between 1.6 GHz (first order injected, zeroth order blocked) and 0 GHz (AOM off, zeroth order unblocked). Both master and slave are amplified and frequency-doubled. See text for key.

Fig. 2.
Fig. 2.

Output power of the SHG cavity versus time. Short (1μs) intensity dips on the order of 1% can be seen.

Fig. 3.
Fig. 3.

Beat signal from heterodyning the two frequency-doubled beams (mixed down from 3.2 GHz) on a log scale (4 Hz per point, acquisition time 250 ms, averaged over 50 scans). Servo-bumps from the SHG cavity lock at ±750Hz and 50 Hz noise peaks are visible. Inset: central peak on a linear scale, FWHM is 42 mHz (7.8 mHz per point, acquisition time 128 s, averaged over 6 scans).

Metrics