Abstract

Single-mode optical fiber is a highly efficient connecting medium used not only for optical telecommunications but also for the dissemination of ultrastable frequencies or timing signals. Ma et al. [Opt. Lett. 19, 1777 (1994)] described a measurement and control system to deliver the same optical frequency at two places, namely the two ends of a fiber, by eliminating the “fiber-induced phase-noise modulation, which corrupts high-precision frequency-based applications.” I present a simple detection and control scheme to deliver the same optical frequency at many places anywhere along a transmission path, or in its vicinity, with a relative instability of 1 part in 1019. The same idea applies to radio frequency and timing signals. This considerably simplifies future efforts to make precise timing or frequency signals available to many users, as required in some large-scale science experiments.

© 2014 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. C. W. Chou, D. B. Hume, J. C. J. Koelemeij, D. J. Wineland, and T. Rosenband, Phys. Rev. Lett. 104, 070802 (2010).
    [CrossRef]
  2. B. J. Bloom, T. L. Nicholson, J. R. Williams, S. L. Campbell, M. Bishof, X. Zhang, W. Zhang, S. L. Bromley, and J. Ye, Nature 506, 71 (2014).
  3. N. Hinkley, J. A. Sherman, N. B. Phillips, M. Schioppo, N. D. Lemke, K. Beloy, M. Pizzocaro, C. W. Oates, and A. D. Ludlow, Science 341, 1215 (2013).
    [CrossRef]
  4. S. G. Karshenboim, Can. J. Phys. 83, 767 (2005).
    [CrossRef]
  5. C. Clivati, D. Calonico, G. A. Costanzo, A. Mura, M. Pizzocaro, and F. Levi, Opt. Lett. 38, 1092 (2013).
    [CrossRef]
  6. T. C. W. Chou, D. B. Hume, T. Rosenband, and D. J. Wineland, Science 329, 1630 (2010).
    [CrossRef]
  7. P. E. Dewdney, P. J. Hall, R. T. Schilizzi, and T. J. L. W. Lazio, Proc. IEEE 97, 1482 (2009).
    [CrossRef]
  8. N. R. Newbury, P. A. Williams, and W. Swann, Opt. Lett. 32, 3056 (2007).
    [CrossRef]
  9. O. Lopez, A. Haboucha, B. Chanteau, C. Chardonnet, A. Amy-Klein, and G. Santarelli, Opt. Express 20, 23518 (2012).
    [CrossRef]
  10. K. Predehl, G. Grosche, S. M. F. Raupach, S. Droste, O. Terra, J. Alnis, T. Legero, T. W. Hänsch, T. Udem, R. Holzwarth, and H. Schnatz, Science 336, 441 (2012).
    [CrossRef]
  11. L. S. Ma, P. Jungner, J. Ye, and J. L. Hall, Opt. Lett. 19, 1777 (1994).
    [CrossRef]
  12. G. Grosche, O. Terra, K. Predehl, R. Holzwarth, B. Lipphardt, F. Vogt, U. Sterr, and H. Schnatz, Opt. Lett. 34, 2270 (2009).
    [CrossRef]
  13. A. Pape, O. Terra, J. Friebe, M. Riedmann, T. Wübbena, E. M. Rasel, K. Predehl, T. Legero, B. Lipphardt, H. Schnatz, and G. Grosche, Opt. Express 18, 21477 (2010).
  14. C. Gao, B. Wang, W. L. Chen, Y. Bai, J. Miao, X. Zhu, T. C. Li, and L. J. Wang, Opt. Lett. 37, 4690 (2012).
    [CrossRef]
  15. Y. Bai, B. Wang, X. Zhu, C. Gao, J. Miao, and L. J. Wang, Opt. Lett. 38, 3333 (2013).
    [CrossRef]
  16. S. W. Schediwy, D. Gozzard, K. G. H. Baldwin, B. J. Orr, R. B. Warrington, G. Aben, and A. N. Luiten, Opt. Lett. 38, 2893 (2013).
    [CrossRef]
  17. P. Krehlik, L. Sliwczynski, L. Buczek, and M. Lipinski, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 60, 1804 (2013).
    [CrossRef]
  18. G. Grosche, “Verfahren zum Bereitstellen einer Referenz-Frequenz,” German patentDE 200810062139 (June24, 2010).
  19. http://www.ohwr.org/projects/white-rabbit .
  20. P. A. Williams, W. C. Swann, and N. R. Newbury, J. Opt. Soc. Am. B 25, 1284 (2008).
    [CrossRef]
  21. M. Musha, Y. Sato, K. Nakagawa, K. Ueda, A. Ueda, and M. Ishiguro, Appl. Phys. B. 82, 555 (2006).
  22. F. Narbonneau, M. Lours, S. Bize, A. Clairon, G. Santarelli, O. Lopez, C. Daussy, A. Amy-Klein, and C. Chardonnet, Rev. Sci. Instrum. 77, 064701 (2006).
    [CrossRef]
  23. G. Marra, H. S. Margolis, and D. J. Richardson, Opt. Express 20, 1775 (2012).
  24. J. Ye, J. L. Peng, R. J. Jones, K. W. Holman, J. L. Hall, D. J. Jones, S. A. Diddams, J. Kitching, S. Bize, J. C. Bergquist, L. W. Hollberg, L. Robertsson, and L. S. Ma, J. Opt. Soc. Am. B 20, 1459 (2003).
    [CrossRef]
  25. S. T. Dawkins, J. J. McFerran, and A. N. Luiten, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 54, 918 (2007).
    [CrossRef]
  26. G. Grosche, B. Lipphardt, and H. Schnatz, Eur. Phys. J. D 48, 27 (2008).
    [CrossRef]
  27. A. Bercy, S. Guellati-Khelifa, F. Stefani, G. Santarelli, C. Chardonnet, P.-E. Pottie, O. Lopez, and A. Amy-Klein, J. Opt. Soc. Am. B 31, 678 (2014).
    [CrossRef]
  28. S. M. F. Raupach and G. Grosche, “Chirped frequency transfer with an accuracy of 10−18 and its application to the remote synchronisation of timescales,” arXiv: 1308.6725 (2013).
  29. S. A. Jefferts, M. A. Weiss, J. Levine, S. Dilla, E. W. Bell, and T. E. Parker, IEEE Trans. Instrum. Meas. 46, 209 (1997).
  30. J. M. A. Steele, W. Markowitz, and C. A. Lidback, IEEE Trans. Instrum. Meas. 13, 164 (1964).
  31. D. Kirchner, H. Ressler, P. Grudler, F. Baumont, C. Veillet, W. Lewandowski, W. Hanson, W. Klepczynski, and P. Uhrich, Metrologia 30, 183 (1993).
    [CrossRef]
  32. M. Rost, D. Piester, W. Yang, T. Feldmann, T. Wübbena, and A. Bauch, Metrologia 49, 772 (2012).
    [CrossRef]
  33. O. Lopez, A. Kanj, P. E. Pottie, D. Rovera, J. Achkar, C. Chardonnet, A. Amy-Klein, and G. Santarelli, Appl. Phys. B 110, 3 (2013).
    [CrossRef]
  34. L. Sliwczynski, P. Krehlik, A. Czubla, L. Buczek, and M. Lipinski, Metrologia 50, 133 (2013).
    [CrossRef]

2014 (2)

B. J. Bloom, T. L. Nicholson, J. R. Williams, S. L. Campbell, M. Bishof, X. Zhang, W. Zhang, S. L. Bromley, and J. Ye, Nature 506, 71 (2014).

A. Bercy, S. Guellati-Khelifa, F. Stefani, G. Santarelli, C. Chardonnet, P.-E. Pottie, O. Lopez, and A. Amy-Klein, J. Opt. Soc. Am. B 31, 678 (2014).
[CrossRef]

2013 (7)

O. Lopez, A. Kanj, P. E. Pottie, D. Rovera, J. Achkar, C. Chardonnet, A. Amy-Klein, and G. Santarelli, Appl. Phys. B 110, 3 (2013).
[CrossRef]

L. Sliwczynski, P. Krehlik, A. Czubla, L. Buczek, and M. Lipinski, Metrologia 50, 133 (2013).
[CrossRef]

N. Hinkley, J. A. Sherman, N. B. Phillips, M. Schioppo, N. D. Lemke, K. Beloy, M. Pizzocaro, C. W. Oates, and A. D. Ludlow, Science 341, 1215 (2013).
[CrossRef]

C. Clivati, D. Calonico, G. A. Costanzo, A. Mura, M. Pizzocaro, and F. Levi, Opt. Lett. 38, 1092 (2013).
[CrossRef]

Y. Bai, B. Wang, X. Zhu, C. Gao, J. Miao, and L. J. Wang, Opt. Lett. 38, 3333 (2013).
[CrossRef]

S. W. Schediwy, D. Gozzard, K. G. H. Baldwin, B. J. Orr, R. B. Warrington, G. Aben, and A. N. Luiten, Opt. Lett. 38, 2893 (2013).
[CrossRef]

P. Krehlik, L. Sliwczynski, L. Buczek, and M. Lipinski, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 60, 1804 (2013).
[CrossRef]

2012 (5)

C. Gao, B. Wang, W. L. Chen, Y. Bai, J. Miao, X. Zhu, T. C. Li, and L. J. Wang, Opt. Lett. 37, 4690 (2012).
[CrossRef]

O. Lopez, A. Haboucha, B. Chanteau, C. Chardonnet, A. Amy-Klein, and G. Santarelli, Opt. Express 20, 23518 (2012).
[CrossRef]

K. Predehl, G. Grosche, S. M. F. Raupach, S. Droste, O. Terra, J. Alnis, T. Legero, T. W. Hänsch, T. Udem, R. Holzwarth, and H. Schnatz, Science 336, 441 (2012).
[CrossRef]

M. Rost, D. Piester, W. Yang, T. Feldmann, T. Wübbena, and A. Bauch, Metrologia 49, 772 (2012).
[CrossRef]

G. Marra, H. S. Margolis, and D. J. Richardson, Opt. Express 20, 1775 (2012).

2010 (3)

T. C. W. Chou, D. B. Hume, T. Rosenband, and D. J. Wineland, Science 329, 1630 (2010).
[CrossRef]

A. Pape, O. Terra, J. Friebe, M. Riedmann, T. Wübbena, E. M. Rasel, K. Predehl, T. Legero, B. Lipphardt, H. Schnatz, and G. Grosche, Opt. Express 18, 21477 (2010).

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

2009 (2)

2008 (2)

P. A. Williams, W. C. Swann, and N. R. Newbury, J. Opt. Soc. Am. B 25, 1284 (2008).
[CrossRef]

G. Grosche, B. Lipphardt, and H. Schnatz, Eur. Phys. J. D 48, 27 (2008).
[CrossRef]

2007 (2)

S. T. Dawkins, J. J. McFerran, and A. N. Luiten, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 54, 918 (2007).
[CrossRef]

N. R. Newbury, P. A. Williams, and W. Swann, Opt. Lett. 32, 3056 (2007).
[CrossRef]

2006 (2)

M. Musha, Y. Sato, K. Nakagawa, K. Ueda, A. Ueda, and M. Ishiguro, Appl. Phys. B. 82, 555 (2006).

F. Narbonneau, M. Lours, S. Bize, A. Clairon, G. Santarelli, O. Lopez, C. Daussy, A. Amy-Klein, and C. Chardonnet, Rev. Sci. Instrum. 77, 064701 (2006).
[CrossRef]

2005 (1)

S. G. Karshenboim, Can. J. Phys. 83, 767 (2005).
[CrossRef]

2003 (1)

1997 (1)

S. A. Jefferts, M. A. Weiss, J. Levine, S. Dilla, E. W. Bell, and T. E. Parker, IEEE Trans. Instrum. Meas. 46, 209 (1997).

1994 (1)

1993 (1)

D. Kirchner, H. Ressler, P. Grudler, F. Baumont, C. Veillet, W. Lewandowski, W. Hanson, W. Klepczynski, and P. Uhrich, Metrologia 30, 183 (1993).
[CrossRef]

1964 (1)

J. M. A. Steele, W. Markowitz, and C. A. Lidback, IEEE Trans. Instrum. Meas. 13, 164 (1964).

Aben, G.

Achkar, J.

O. Lopez, A. Kanj, P. E. Pottie, D. Rovera, J. Achkar, C. Chardonnet, A. Amy-Klein, and G. Santarelli, Appl. Phys. B 110, 3 (2013).
[CrossRef]

Alnis, J.

K. Predehl, G. Grosche, S. M. F. Raupach, S. Droste, O. Terra, J. Alnis, T. Legero, T. W. Hänsch, T. Udem, R. Holzwarth, and H. Schnatz, Science 336, 441 (2012).
[CrossRef]

Amy-Klein, A.

A. Bercy, S. Guellati-Khelifa, F. Stefani, G. Santarelli, C. Chardonnet, P.-E. Pottie, O. Lopez, and A. Amy-Klein, J. Opt. Soc. Am. B 31, 678 (2014).
[CrossRef]

O. Lopez, A. Kanj, P. E. Pottie, D. Rovera, J. Achkar, C. Chardonnet, A. Amy-Klein, and G. Santarelli, Appl. Phys. B 110, 3 (2013).
[CrossRef]

O. Lopez, A. Haboucha, B. Chanteau, C. Chardonnet, A. Amy-Klein, and G. Santarelli, Opt. Express 20, 23518 (2012).
[CrossRef]

F. Narbonneau, M. Lours, S. Bize, A. Clairon, G. Santarelli, O. Lopez, C. Daussy, A. Amy-Klein, and C. Chardonnet, Rev. Sci. Instrum. 77, 064701 (2006).
[CrossRef]

Bai, Y.

Baldwin, K. G. H.

Bauch, A.

M. Rost, D. Piester, W. Yang, T. Feldmann, T. Wübbena, and A. Bauch, Metrologia 49, 772 (2012).
[CrossRef]

Baumont, F.

D. Kirchner, H. Ressler, P. Grudler, F. Baumont, C. Veillet, W. Lewandowski, W. Hanson, W. Klepczynski, and P. Uhrich, Metrologia 30, 183 (1993).
[CrossRef]

Bell, E. W.

S. A. Jefferts, M. A. Weiss, J. Levine, S. Dilla, E. W. Bell, and T. E. Parker, IEEE Trans. Instrum. Meas. 46, 209 (1997).

Beloy, K.

N. Hinkley, J. A. Sherman, N. B. Phillips, M. Schioppo, N. D. Lemke, K. Beloy, M. Pizzocaro, C. W. Oates, and A. D. Ludlow, Science 341, 1215 (2013).
[CrossRef]

Bercy, A.

Bergquist, J. C.

Bishof, M.

B. J. Bloom, T. L. Nicholson, J. R. Williams, S. L. Campbell, M. Bishof, X. Zhang, W. Zhang, S. L. Bromley, and J. Ye, Nature 506, 71 (2014).

Bize, S.

F. Narbonneau, M. Lours, S. Bize, A. Clairon, G. Santarelli, O. Lopez, C. Daussy, A. Amy-Klein, and C. Chardonnet, Rev. Sci. Instrum. 77, 064701 (2006).
[CrossRef]

J. Ye, J. L. Peng, R. J. Jones, K. W. Holman, J. L. Hall, D. J. Jones, S. A. Diddams, J. Kitching, S. Bize, J. C. Bergquist, L. W. Hollberg, L. Robertsson, and L. S. Ma, J. Opt. Soc. Am. B 20, 1459 (2003).
[CrossRef]

Bloom, B. J.

B. J. Bloom, T. L. Nicholson, J. R. Williams, S. L. Campbell, M. Bishof, X. Zhang, W. Zhang, S. L. Bromley, and J. Ye, Nature 506, 71 (2014).

Bromley, S. L.

B. J. Bloom, T. L. Nicholson, J. R. Williams, S. L. Campbell, M. Bishof, X. Zhang, W. Zhang, S. L. Bromley, and J. Ye, Nature 506, 71 (2014).

Buczek, L.

P. Krehlik, L. Sliwczynski, L. Buczek, and M. Lipinski, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 60, 1804 (2013).
[CrossRef]

L. Sliwczynski, P. Krehlik, A. Czubla, L. Buczek, and M. Lipinski, Metrologia 50, 133 (2013).
[CrossRef]

Calonico, D.

Campbell, S. L.

B. J. Bloom, T. L. Nicholson, J. R. Williams, S. L. Campbell, M. Bishof, X. Zhang, W. Zhang, S. L. Bromley, and J. Ye, Nature 506, 71 (2014).

Chanteau, B.

Chardonnet, C.

A. Bercy, S. Guellati-Khelifa, F. Stefani, G. Santarelli, C. Chardonnet, P.-E. Pottie, O. Lopez, and A. Amy-Klein, J. Opt. Soc. Am. B 31, 678 (2014).
[CrossRef]

O. Lopez, A. Kanj, P. E. Pottie, D. Rovera, J. Achkar, C. Chardonnet, A. Amy-Klein, and G. Santarelli, Appl. Phys. B 110, 3 (2013).
[CrossRef]

O. Lopez, A. Haboucha, B. Chanteau, C. Chardonnet, A. Amy-Klein, and G. Santarelli, Opt. Express 20, 23518 (2012).
[CrossRef]

F. Narbonneau, M. Lours, S. Bize, A. Clairon, G. Santarelli, O. Lopez, C. Daussy, A. Amy-Klein, and C. Chardonnet, Rev. Sci. Instrum. 77, 064701 (2006).
[CrossRef]

Chen, W. L.

Chou, C. W.

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

Chou, T. C. W.

T. C. W. Chou, D. B. Hume, T. Rosenband, and D. J. Wineland, Science 329, 1630 (2010).
[CrossRef]

Clairon, A.

F. Narbonneau, M. Lours, S. Bize, A. Clairon, G. Santarelli, O. Lopez, C. Daussy, A. Amy-Klein, and C. Chardonnet, Rev. Sci. Instrum. 77, 064701 (2006).
[CrossRef]

Clivati, C.

Costanzo, G. A.

Czubla, A.

L. Sliwczynski, P. Krehlik, A. Czubla, L. Buczek, and M. Lipinski, Metrologia 50, 133 (2013).
[CrossRef]

Daussy, C.

F. Narbonneau, M. Lours, S. Bize, A. Clairon, G. Santarelli, O. Lopez, C. Daussy, A. Amy-Klein, and C. Chardonnet, Rev. Sci. Instrum. 77, 064701 (2006).
[CrossRef]

Dawkins, S. T.

S. T. Dawkins, J. J. McFerran, and A. N. Luiten, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 54, 918 (2007).
[CrossRef]

Dewdney, P. E.

P. E. Dewdney, P. J. Hall, R. T. Schilizzi, and T. J. L. W. Lazio, Proc. IEEE 97, 1482 (2009).
[CrossRef]

Diddams, S. A.

Dilla, S.

S. A. Jefferts, M. A. Weiss, J. Levine, S. Dilla, E. W. Bell, and T. E. Parker, IEEE Trans. Instrum. Meas. 46, 209 (1997).

Droste, S.

K. Predehl, G. Grosche, S. M. F. Raupach, S. Droste, O. Terra, J. Alnis, T. Legero, T. W. Hänsch, T. Udem, R. Holzwarth, and H. Schnatz, Science 336, 441 (2012).
[CrossRef]

Feldmann, T.

M. Rost, D. Piester, W. Yang, T. Feldmann, T. Wübbena, and A. Bauch, Metrologia 49, 772 (2012).
[CrossRef]

Friebe, J.

Gao, C.

Gozzard, D.

Grosche, G.

K. Predehl, G. Grosche, S. M. F. Raupach, S. Droste, O. Terra, J. Alnis, T. Legero, T. W. Hänsch, T. Udem, R. Holzwarth, and H. Schnatz, Science 336, 441 (2012).
[CrossRef]

A. Pape, O. Terra, J. Friebe, M. Riedmann, T. Wübbena, E. M. Rasel, K. Predehl, T. Legero, B. Lipphardt, H. Schnatz, and G. Grosche, Opt. Express 18, 21477 (2010).

G. Grosche, O. Terra, K. Predehl, R. Holzwarth, B. Lipphardt, F. Vogt, U. Sterr, and H. Schnatz, Opt. Lett. 34, 2270 (2009).
[CrossRef]

G. Grosche, B. Lipphardt, and H. Schnatz, Eur. Phys. J. D 48, 27 (2008).
[CrossRef]

S. M. F. Raupach and G. Grosche, “Chirped frequency transfer with an accuracy of 10−18 and its application to the remote synchronisation of timescales,” arXiv: 1308.6725 (2013).

G. Grosche, “Verfahren zum Bereitstellen einer Referenz-Frequenz,” German patentDE 200810062139 (June24, 2010).

Grudler, P.

D. Kirchner, H. Ressler, P. Grudler, F. Baumont, C. Veillet, W. Lewandowski, W. Hanson, W. Klepczynski, and P. Uhrich, Metrologia 30, 183 (1993).
[CrossRef]

Guellati-Khelifa, S.

Haboucha, A.

Hall, J. L.

Hall, P. J.

P. E. Dewdney, P. J. Hall, R. T. Schilizzi, and T. J. L. W. Lazio, Proc. IEEE 97, 1482 (2009).
[CrossRef]

Hänsch, T. W.

K. Predehl, G. Grosche, S. M. F. Raupach, S. Droste, O. Terra, J. Alnis, T. Legero, T. W. Hänsch, T. Udem, R. Holzwarth, and H. Schnatz, Science 336, 441 (2012).
[CrossRef]

Hanson, W.

D. Kirchner, H. Ressler, P. Grudler, F. Baumont, C. Veillet, W. Lewandowski, W. Hanson, W. Klepczynski, and P. Uhrich, Metrologia 30, 183 (1993).
[CrossRef]

Hinkley, N.

N. Hinkley, J. A. Sherman, N. B. Phillips, M. Schioppo, N. D. Lemke, K. Beloy, M. Pizzocaro, C. W. Oates, and A. D. Ludlow, Science 341, 1215 (2013).
[CrossRef]

Hollberg, L. W.

Holman, K. W.

Holzwarth, R.

K. Predehl, G. Grosche, S. M. F. Raupach, S. Droste, O. Terra, J. Alnis, T. Legero, T. W. Hänsch, T. Udem, R. Holzwarth, and H. Schnatz, Science 336, 441 (2012).
[CrossRef]

G. Grosche, O. Terra, K. Predehl, R. Holzwarth, B. Lipphardt, F. Vogt, U. Sterr, and H. Schnatz, Opt. Lett. 34, 2270 (2009).
[CrossRef]

Hume, D. B.

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

T. C. W. Chou, D. B. Hume, T. Rosenband, and D. J. Wineland, Science 329, 1630 (2010).
[CrossRef]

Ishiguro, M.

M. Musha, Y. Sato, K. Nakagawa, K. Ueda, A. Ueda, and M. Ishiguro, Appl. Phys. B. 82, 555 (2006).

Jefferts, S. A.

S. A. Jefferts, M. A. Weiss, J. Levine, S. Dilla, E. W. Bell, and T. E. Parker, IEEE Trans. Instrum. Meas. 46, 209 (1997).

Jones, D. J.

Jones, R. J.

Jungner, P.

Kanj, A.

O. Lopez, A. Kanj, P. E. Pottie, D. Rovera, J. Achkar, C. Chardonnet, A. Amy-Klein, and G. Santarelli, Appl. Phys. B 110, 3 (2013).
[CrossRef]

Karshenboim, S. G.

S. G. Karshenboim, Can. J. Phys. 83, 767 (2005).
[CrossRef]

Kirchner, D.

D. Kirchner, H. Ressler, P. Grudler, F. Baumont, C. Veillet, W. Lewandowski, W. Hanson, W. Klepczynski, and P. Uhrich, Metrologia 30, 183 (1993).
[CrossRef]

Kitching, J.

Klepczynski, W.

D. Kirchner, H. Ressler, P. Grudler, F. Baumont, C. Veillet, W. Lewandowski, W. Hanson, W. Klepczynski, and P. Uhrich, Metrologia 30, 183 (1993).
[CrossRef]

Koelemeij, J. C. J.

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

Krehlik, P.

P. Krehlik, L. Sliwczynski, L. Buczek, and M. Lipinski, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 60, 1804 (2013).
[CrossRef]

L. Sliwczynski, P. Krehlik, A. Czubla, L. Buczek, and M. Lipinski, Metrologia 50, 133 (2013).
[CrossRef]

Lazio, T. J. L. W.

P. E. Dewdney, P. J. Hall, R. T. Schilizzi, and T. J. L. W. Lazio, Proc. IEEE 97, 1482 (2009).
[CrossRef]

Legero, T.

K. Predehl, G. Grosche, S. M. F. Raupach, S. Droste, O. Terra, J. Alnis, T. Legero, T. W. Hänsch, T. Udem, R. Holzwarth, and H. Schnatz, Science 336, 441 (2012).
[CrossRef]

A. Pape, O. Terra, J. Friebe, M. Riedmann, T. Wübbena, E. M. Rasel, K. Predehl, T. Legero, B. Lipphardt, H. Schnatz, and G. Grosche, Opt. Express 18, 21477 (2010).

Lemke, N. D.

N. Hinkley, J. A. Sherman, N. B. Phillips, M. Schioppo, N. D. Lemke, K. Beloy, M. Pizzocaro, C. W. Oates, and A. D. Ludlow, Science 341, 1215 (2013).
[CrossRef]

Levi, F.

Levine, J.

S. A. Jefferts, M. A. Weiss, J. Levine, S. Dilla, E. W. Bell, and T. E. Parker, IEEE Trans. Instrum. Meas. 46, 209 (1997).

Lewandowski, W.

D. Kirchner, H. Ressler, P. Grudler, F. Baumont, C. Veillet, W. Lewandowski, W. Hanson, W. Klepczynski, and P. Uhrich, Metrologia 30, 183 (1993).
[CrossRef]

Li, T. C.

Lidback, C. A.

J. M. A. Steele, W. Markowitz, and C. A. Lidback, IEEE Trans. Instrum. Meas. 13, 164 (1964).

Lipinski, M.

L. Sliwczynski, P. Krehlik, A. Czubla, L. Buczek, and M. Lipinski, Metrologia 50, 133 (2013).
[CrossRef]

P. Krehlik, L. Sliwczynski, L. Buczek, and M. Lipinski, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 60, 1804 (2013).
[CrossRef]

Lipphardt, B.

Lopez, O.

A. Bercy, S. Guellati-Khelifa, F. Stefani, G. Santarelli, C. Chardonnet, P.-E. Pottie, O. Lopez, and A. Amy-Klein, J. Opt. Soc. Am. B 31, 678 (2014).
[CrossRef]

O. Lopez, A. Kanj, P. E. Pottie, D. Rovera, J. Achkar, C. Chardonnet, A. Amy-Klein, and G. Santarelli, Appl. Phys. B 110, 3 (2013).
[CrossRef]

O. Lopez, A. Haboucha, B. Chanteau, C. Chardonnet, A. Amy-Klein, and G. Santarelli, Opt. Express 20, 23518 (2012).
[CrossRef]

F. Narbonneau, M. Lours, S. Bize, A. Clairon, G. Santarelli, O. Lopez, C. Daussy, A. Amy-Klein, and C. Chardonnet, Rev. Sci. Instrum. 77, 064701 (2006).
[CrossRef]

Lours, M.

F. Narbonneau, M. Lours, S. Bize, A. Clairon, G. Santarelli, O. Lopez, C. Daussy, A. Amy-Klein, and C. Chardonnet, Rev. Sci. Instrum. 77, 064701 (2006).
[CrossRef]

Ludlow, A. D.

N. Hinkley, J. A. Sherman, N. B. Phillips, M. Schioppo, N. D. Lemke, K. Beloy, M. Pizzocaro, C. W. Oates, and A. D. Ludlow, Science 341, 1215 (2013).
[CrossRef]

Luiten, A. N.

S. W. Schediwy, D. Gozzard, K. G. H. Baldwin, B. J. Orr, R. B. Warrington, G. Aben, and A. N. Luiten, Opt. Lett. 38, 2893 (2013).
[CrossRef]

S. T. Dawkins, J. J. McFerran, and A. N. Luiten, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 54, 918 (2007).
[CrossRef]

Ma, L. S.

Margolis, H. S.

Markowitz, W.

J. M. A. Steele, W. Markowitz, and C. A. Lidback, IEEE Trans. Instrum. Meas. 13, 164 (1964).

Marra, G.

McFerran, J. J.

S. T. Dawkins, J. J. McFerran, and A. N. Luiten, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 54, 918 (2007).
[CrossRef]

Miao, J.

Mura, A.

Musha, M.

M. Musha, Y. Sato, K. Nakagawa, K. Ueda, A. Ueda, and M. Ishiguro, Appl. Phys. B. 82, 555 (2006).

Nakagawa, K.

M. Musha, Y. Sato, K. Nakagawa, K. Ueda, A. Ueda, and M. Ishiguro, Appl. Phys. B. 82, 555 (2006).

Narbonneau, F.

F. Narbonneau, M. Lours, S. Bize, A. Clairon, G. Santarelli, O. Lopez, C. Daussy, A. Amy-Klein, and C. Chardonnet, Rev. Sci. Instrum. 77, 064701 (2006).
[CrossRef]

Newbury, N. R.

Nicholson, T. L.

B. J. Bloom, T. L. Nicholson, J. R. Williams, S. L. Campbell, M. Bishof, X. Zhang, W. Zhang, S. L. Bromley, and J. Ye, Nature 506, 71 (2014).

Oates, C. W.

N. Hinkley, J. A. Sherman, N. B. Phillips, M. Schioppo, N. D. Lemke, K. Beloy, M. Pizzocaro, C. W. Oates, and A. D. Ludlow, Science 341, 1215 (2013).
[CrossRef]

Orr, B. J.

Pape, A.

Parker, T. E.

S. A. Jefferts, M. A. Weiss, J. Levine, S. Dilla, E. W. Bell, and T. E. Parker, IEEE Trans. Instrum. Meas. 46, 209 (1997).

Peng, J. L.

Phillips, N. B.

N. Hinkley, J. A. Sherman, N. B. Phillips, M. Schioppo, N. D. Lemke, K. Beloy, M. Pizzocaro, C. W. Oates, and A. D. Ludlow, Science 341, 1215 (2013).
[CrossRef]

Piester, D.

M. Rost, D. Piester, W. Yang, T. Feldmann, T. Wübbena, and A. Bauch, Metrologia 49, 772 (2012).
[CrossRef]

Pizzocaro, M.

N. Hinkley, J. A. Sherman, N. B. Phillips, M. Schioppo, N. D. Lemke, K. Beloy, M. Pizzocaro, C. W. Oates, and A. D. Ludlow, Science 341, 1215 (2013).
[CrossRef]

C. Clivati, D. Calonico, G. A. Costanzo, A. Mura, M. Pizzocaro, and F. Levi, Opt. Lett. 38, 1092 (2013).
[CrossRef]

Pottie, P. E.

O. Lopez, A. Kanj, P. E. Pottie, D. Rovera, J. Achkar, C. Chardonnet, A. Amy-Klein, and G. Santarelli, Appl. Phys. B 110, 3 (2013).
[CrossRef]

Pottie, P.-E.

Predehl, K.

Rasel, E. M.

Raupach, S. M. F.

K. Predehl, G. Grosche, S. M. F. Raupach, S. Droste, O. Terra, J. Alnis, T. Legero, T. W. Hänsch, T. Udem, R. Holzwarth, and H. Schnatz, Science 336, 441 (2012).
[CrossRef]

S. M. F. Raupach and G. Grosche, “Chirped frequency transfer with an accuracy of 10−18 and its application to the remote synchronisation of timescales,” arXiv: 1308.6725 (2013).

Ressler, H.

D. Kirchner, H. Ressler, P. Grudler, F. Baumont, C. Veillet, W. Lewandowski, W. Hanson, W. Klepczynski, and P. Uhrich, Metrologia 30, 183 (1993).
[CrossRef]

Richardson, D. J.

Riedmann, M.

Robertsson, L.

Rosenband, T.

T. C. W. Chou, D. B. Hume, T. Rosenband, and D. J. Wineland, Science 329, 1630 (2010).
[CrossRef]

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

Rost, M.

M. Rost, D. Piester, W. Yang, T. Feldmann, T. Wübbena, and A. Bauch, Metrologia 49, 772 (2012).
[CrossRef]

Rovera, D.

O. Lopez, A. Kanj, P. E. Pottie, D. Rovera, J. Achkar, C. Chardonnet, A. Amy-Klein, and G. Santarelli, Appl. Phys. B 110, 3 (2013).
[CrossRef]

Santarelli, G.

A. Bercy, S. Guellati-Khelifa, F. Stefani, G. Santarelli, C. Chardonnet, P.-E. Pottie, O. Lopez, and A. Amy-Klein, J. Opt. Soc. Am. B 31, 678 (2014).
[CrossRef]

O. Lopez, A. Kanj, P. E. Pottie, D. Rovera, J. Achkar, C. Chardonnet, A. Amy-Klein, and G. Santarelli, Appl. Phys. B 110, 3 (2013).
[CrossRef]

O. Lopez, A. Haboucha, B. Chanteau, C. Chardonnet, A. Amy-Klein, and G. Santarelli, Opt. Express 20, 23518 (2012).
[CrossRef]

F. Narbonneau, M. Lours, S. Bize, A. Clairon, G. Santarelli, O. Lopez, C. Daussy, A. Amy-Klein, and C. Chardonnet, Rev. Sci. Instrum. 77, 064701 (2006).
[CrossRef]

Sato, Y.

M. Musha, Y. Sato, K. Nakagawa, K. Ueda, A. Ueda, and M. Ishiguro, Appl. Phys. B. 82, 555 (2006).

Schediwy, S. W.

Schilizzi, R. T.

P. E. Dewdney, P. J. Hall, R. T. Schilizzi, and T. J. L. W. Lazio, Proc. IEEE 97, 1482 (2009).
[CrossRef]

Schioppo, M.

N. Hinkley, J. A. Sherman, N. B. Phillips, M. Schioppo, N. D. Lemke, K. Beloy, M. Pizzocaro, C. W. Oates, and A. D. Ludlow, Science 341, 1215 (2013).
[CrossRef]

Schnatz, H.

K. Predehl, G. Grosche, S. M. F. Raupach, S. Droste, O. Terra, J. Alnis, T. Legero, T. W. Hänsch, T. Udem, R. Holzwarth, and H. Schnatz, Science 336, 441 (2012).
[CrossRef]

A. Pape, O. Terra, J. Friebe, M. Riedmann, T. Wübbena, E. M. Rasel, K. Predehl, T. Legero, B. Lipphardt, H. Schnatz, and G. Grosche, Opt. Express 18, 21477 (2010).

G. Grosche, O. Terra, K. Predehl, R. Holzwarth, B. Lipphardt, F. Vogt, U. Sterr, and H. Schnatz, Opt. Lett. 34, 2270 (2009).
[CrossRef]

G. Grosche, B. Lipphardt, and H. Schnatz, Eur. Phys. J. D 48, 27 (2008).
[CrossRef]

Sherman, J. A.

N. Hinkley, J. A. Sherman, N. B. Phillips, M. Schioppo, N. D. Lemke, K. Beloy, M. Pizzocaro, C. W. Oates, and A. D. Ludlow, Science 341, 1215 (2013).
[CrossRef]

Sliwczynski, L.

P. Krehlik, L. Sliwczynski, L. Buczek, and M. Lipinski, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 60, 1804 (2013).
[CrossRef]

L. Sliwczynski, P. Krehlik, A. Czubla, L. Buczek, and M. Lipinski, Metrologia 50, 133 (2013).
[CrossRef]

Steele, J. M. A.

J. M. A. Steele, W. Markowitz, and C. A. Lidback, IEEE Trans. Instrum. Meas. 13, 164 (1964).

Stefani, F.

Sterr, U.

Swann, W.

Swann, W. C.

Terra, O.

Udem, T.

K. Predehl, G. Grosche, S. M. F. Raupach, S. Droste, O. Terra, J. Alnis, T. Legero, T. W. Hänsch, T. Udem, R. Holzwarth, and H. Schnatz, Science 336, 441 (2012).
[CrossRef]

Ueda, A.

M. Musha, Y. Sato, K. Nakagawa, K. Ueda, A. Ueda, and M. Ishiguro, Appl. Phys. B. 82, 555 (2006).

Ueda, K.

M. Musha, Y. Sato, K. Nakagawa, K. Ueda, A. Ueda, and M. Ishiguro, Appl. Phys. B. 82, 555 (2006).

Uhrich, P.

D. Kirchner, H. Ressler, P. Grudler, F. Baumont, C. Veillet, W. Lewandowski, W. Hanson, W. Klepczynski, and P. Uhrich, Metrologia 30, 183 (1993).
[CrossRef]

Veillet, C.

D. Kirchner, H. Ressler, P. Grudler, F. Baumont, C. Veillet, W. Lewandowski, W. Hanson, W. Klepczynski, and P. Uhrich, Metrologia 30, 183 (1993).
[CrossRef]

Vogt, F.

Wang, B.

Wang, L. J.

Warrington, R. B.

Weiss, M. A.

S. A. Jefferts, M. A. Weiss, J. Levine, S. Dilla, E. W. Bell, and T. E. Parker, IEEE Trans. Instrum. Meas. 46, 209 (1997).

Williams, J. R.

B. J. Bloom, T. L. Nicholson, J. R. Williams, S. L. Campbell, M. Bishof, X. Zhang, W. Zhang, S. L. Bromley, and J. Ye, Nature 506, 71 (2014).

Williams, P. A.

Wineland, D. J.

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

T. C. W. Chou, D. B. Hume, T. Rosenband, and D. J. Wineland, Science 329, 1630 (2010).
[CrossRef]

Wübbena, T.

Yang, W.

M. Rost, D. Piester, W. Yang, T. Feldmann, T. Wübbena, and A. Bauch, Metrologia 49, 772 (2012).
[CrossRef]

Ye, J.

Zhang, W.

B. J. Bloom, T. L. Nicholson, J. R. Williams, S. L. Campbell, M. Bishof, X. Zhang, W. Zhang, S. L. Bromley, and J. Ye, Nature 506, 71 (2014).

Zhang, X.

B. J. Bloom, T. L. Nicholson, J. R. Williams, S. L. Campbell, M. Bishof, X. Zhang, W. Zhang, S. L. Bromley, and J. Ye, Nature 506, 71 (2014).

Zhu, X.

Appl. Phys. B (1)

O. Lopez, A. Kanj, P. E. Pottie, D. Rovera, J. Achkar, C. Chardonnet, A. Amy-Klein, and G. Santarelli, Appl. Phys. B 110, 3 (2013).
[CrossRef]

Appl. Phys. B. (1)

M. Musha, Y. Sato, K. Nakagawa, K. Ueda, A. Ueda, and M. Ishiguro, Appl. Phys. B. 82, 555 (2006).

Can. J. Phys. (1)

S. G. Karshenboim, Can. J. Phys. 83, 767 (2005).
[CrossRef]

Eur. Phys. J. D (1)

G. Grosche, B. Lipphardt, and H. Schnatz, Eur. Phys. J. D 48, 27 (2008).
[CrossRef]

IEEE Trans. Instrum. Meas. (2)

S. A. Jefferts, M. A. Weiss, J. Levine, S. Dilla, E. W. Bell, and T. E. Parker, IEEE Trans. Instrum. Meas. 46, 209 (1997).

J. M. A. Steele, W. Markowitz, and C. A. Lidback, IEEE Trans. Instrum. Meas. 13, 164 (1964).

IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control (2)

S. T. Dawkins, J. J. McFerran, and A. N. Luiten, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 54, 918 (2007).
[CrossRef]

P. Krehlik, L. Sliwczynski, L. Buczek, and M. Lipinski, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 60, 1804 (2013).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B (3)

Metrologia (3)

L. Sliwczynski, P. Krehlik, A. Czubla, L. Buczek, and M. Lipinski, Metrologia 50, 133 (2013).
[CrossRef]

D. Kirchner, H. Ressler, P. Grudler, F. Baumont, C. Veillet, W. Lewandowski, W. Hanson, W. Klepczynski, and P. Uhrich, Metrologia 30, 183 (1993).
[CrossRef]

M. Rost, D. Piester, W. Yang, T. Feldmann, T. Wübbena, and A. Bauch, Metrologia 49, 772 (2012).
[CrossRef]

Nature (1)

B. J. Bloom, T. L. Nicholson, J. R. Williams, S. L. Campbell, M. Bishof, X. Zhang, W. Zhang, S. L. Bromley, and J. Ye, Nature 506, 71 (2014).

Opt. Express (3)

Opt. Lett. (7)

Phys. Rev. Lett. (1)

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

Proc. IEEE (1)

P. E. Dewdney, P. J. Hall, R. T. Schilizzi, and T. J. L. W. Lazio, Proc. IEEE 97, 1482 (2009).
[CrossRef]

Rev. Sci. Instrum. (1)

F. Narbonneau, M. Lours, S. Bize, A. Clairon, G. Santarelli, O. Lopez, C. Daussy, A. Amy-Klein, and C. Chardonnet, Rev. Sci. Instrum. 77, 064701 (2006).
[CrossRef]

Science (3)

K. Predehl, G. Grosche, S. M. F. Raupach, S. Droste, O. Terra, J. Alnis, T. Legero, T. W. Hänsch, T. Udem, R. Holzwarth, and H. Schnatz, Science 336, 441 (2012).
[CrossRef]

T. C. W. Chou, D. B. Hume, T. Rosenband, and D. J. Wineland, Science 329, 1630 (2010).
[CrossRef]

N. Hinkley, J. A. Sherman, N. B. Phillips, M. Schioppo, N. D. Lemke, K. Beloy, M. Pizzocaro, C. W. Oates, and A. D. Ludlow, Science 341, 1215 (2013).
[CrossRef]

Other (3)

G. Grosche, “Verfahren zum Bereitstellen einer Referenz-Frequenz,” German patentDE 200810062139 (June24, 2010).

http://www.ohwr.org/projects/white-rabbit .

S. M. F. Raupach and G. Grosche, “Chirped frequency transfer with an accuracy of 10−18 and its application to the remote synchronisation of timescales,” arXiv: 1308.6725 (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 (5)

Fig. 1.
Fig. 1.

Stabilized fiber link connecting the remote point Z with the local point A. For a detailed discussion, see for instance [8,20].

Fig. 2.
Fig. 2.

Signal generation at point C, from signals tapped in forward and backward directions, with frequencies νf and νb.

Fig. 3.
Fig. 3.

Measured frequency instability (ADEV). Green triangles: fcorr, represents free-running fiber (see text); black open circles: νZ, stabilized remote output at Z; blue open diamonds: νC-out, stabilized output at point C, first design; full blue squares: νC-out for the improved design.

Fig. 4.
Fig. 4.

Improved “tentacle” design for detection unit. FRM, Faraday rotator mirror; AOM, acousto-optic modulator; DetC, photodector. Fiber paths f1 and b1 contribute no noise to νC-out.

Fig. 5.
Fig. 5.

Eavesdropping on a TWTFT link between points A and Z, which simultaneously send signals Sforw and Sback. At each extraction point, signal SB_out exits the apparatus at time τAZ/2.

Equations (6)

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

fDetA=2(fAOM1+Δϕ˙AZ/2π+fAOM2)
νf:=νCf=νA+fAOM1+ΔϕAC/2π,
νb:=νCb=νA+fAOM1+Δϕ˙AZ/2π+2fAOM2+Δϕ˙ZC/2π.
νbνf=Δϕ˙CZ/2π+2fAOM2+Δϕ˙ZC/2π=2(Δϕ˙CZ/2π+fAOM2).
νC-out=νf+fcorr=νZ=νlocal+fsynth/2.
clock_Aclock_Z=(TIC_ATIC_Z)/2(τZAτAZ)/2,

Metrics