Abstract

The spectral linewidth of a 3.28 μm difference-frequency-generation source has been reduced to 3.5 kHz using a laser linewidth transfer technique [Opt. Express 21, 7891 (2013) [CrossRef]  ]. We use an optical frequency comb with a broad servo bandwidth to transfer a narrow linewidth of a pump laser, a 1.06 μm Nd:YAG laser, to a signal laser, a 1.57 μm external-cavity laser diode. This source enables us to record the Lamb dip of the ν3 band R(2) E transition of methane with a molecular spectral linewidth of 21 kHz while the frequency axis is absolutely calibrated.

© 2015 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. J. L. Hall, C. J. Bordé, and K. Uehara, Phys. Rev. Lett. 37, 1339 (1976).
    [Crossref]
  2. E. V. Kovalchuk, D. Dekorsy, A. I. Lvovsky, C. Braxmaier, J. Mlynek, A. Peters, and S. Schiller, Opt. Lett. 26, 1430 (2001).
    [Crossref]
  3. M. W. Porambo, B. M. Siller, J. M. Pearson, and B. J. McCall, Opt. Lett. 37, 4422 (2012).
    [Crossref]
  4. G. Rusciano, A. C. De Luca, F. Pignatiello, and A. Sasso, Opt. Express 13, 8357 (2005).
    [Crossref]
  5. I. Ricciardi, E. De Tommasi, P. Maddaloni, S. Mosca, A. Rocco, J.-J. Zondy, M. De Rosa, and P. De Natale, Opt. Express 20, 9178 (2012).
    [Crossref]
  6. K. N. Crabtree, J. N. Hodges, B. M. Siller, A. J. Perry, J. E. Kelly, P. A. Jenkins, and B. J. McCall, Chem. Phys. Lett. 551, 1 (2012).
    [Crossref]
  7. H.-C. Chen, C.-Y. Hsiao, J.-L. Peng, T. Amano, and J.-T. Shy, Phys. Rev. Lett. 109, 263002 (2012).
    [Crossref]
  8. K.-Y. Wu, Y.-H. Lien, C.-C. Liao, Y.-R. Lin, and J.-T. Shy, Phys. Rev. A 88, 032507 (2013).
    [Crossref]
  9. J. N. Hodges, A. J. Perry, P. A. Jenkins, B. M. Siller, and B. J. McCall, J. Chem. Phys. 139, 164201 (2013).
    [Crossref]
  10. O. Tadanaga, T. Yanagawa, Y. Nishida, H. Miyazawa, K. Magari, M. Asobe, and H. Suzuki, Appl. Phys. Lett. 88, 061101 (2006).
    [Crossref]
  11. K. Iwakuni, S. Okubo, and H. Sasada, Opt. Express 21, 14832 (2013).
    [Crossref]
  12. M. Abe, K. Iwakuni, S. Okubo, and H. Sasada, J. Opt. Soc. Am. B 30, 1027 (2013).
    [Crossref]
  13. K. Iwakuni, H. Sera, M. Abe, and H. Sasada, J. Mol. Spectrosc. 306, 19 (2014).
    [Crossref]
  14. M. Abe, H. Sera, and H. Sasada, J. Mol. Spectrosc. 312, 90 (2015).
    [Crossref]
  15. H. Inaba, K. Hosaka, M. Yasuda, Y. Nakajima, K. Iwakuni, D. Akamatsu, S. Okubo, T. Kohno, A. Onae, and F.-L. Hong, Opt. Express 21, 7891 (2013).
    [Crossref]
  16. Y. Nakajima, H. Inaba, K. Hosaka, K. Minoshima, A. Onae, M. Yasuda, T. Kohno, S. Kawato, T. Kobayashi, T. Katsuyama, and F.-L. Hong, Opt. Express 18, 1667 (2010).
    [Crossref]
  17. D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
    [Crossref]
  18. M. Abe, K. Iwakuni, S. Okubo, and H. Sasada, Opt. Lett. 39, 5277 (2014).
    [Crossref]
  19. A. S. Pine, J. Chem. Phys. 97, 773 (1992).
    [Crossref]
  20. K. Hosaka, H. Inaba, Y. Nakajima, M. Yasuda, T. Kohno, A. Onae, and F.-L. Hong, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 57, 606 (2010).
    [Crossref]
  21. B. Argence, B. Chanteau, O. Lopez, D. Nicolodi, M. Abgrall, C. Chardonnet, C. Daussy, B. Darquié, Y. L. Coq, and A. Amy-Klein, Nat. Photonics 9, 456 (2015).
    [Crossref]

2015 (2)

M. Abe, H. Sera, and H. Sasada, J. Mol. Spectrosc. 312, 90 (2015).
[Crossref]

B. Argence, B. Chanteau, O. Lopez, D. Nicolodi, M. Abgrall, C. Chardonnet, C. Daussy, B. Darquié, Y. L. Coq, and A. Amy-Klein, Nat. Photonics 9, 456 (2015).
[Crossref]

2014 (2)

K. Iwakuni, H. Sera, M. Abe, and H. Sasada, J. Mol. Spectrosc. 306, 19 (2014).
[Crossref]

M. Abe, K. Iwakuni, S. Okubo, and H. Sasada, Opt. Lett. 39, 5277 (2014).
[Crossref]

2013 (5)

2012 (4)

I. Ricciardi, E. De Tommasi, P. Maddaloni, S. Mosca, A. Rocco, J.-J. Zondy, M. De Rosa, and P. De Natale, Opt. Express 20, 9178 (2012).
[Crossref]

K. N. Crabtree, J. N. Hodges, B. M. Siller, A. J. Perry, J. E. Kelly, P. A. Jenkins, and B. J. McCall, Chem. Phys. Lett. 551, 1 (2012).
[Crossref]

H.-C. Chen, C.-Y. Hsiao, J.-L. Peng, T. Amano, and J.-T. Shy, Phys. Rev. Lett. 109, 263002 (2012).
[Crossref]

M. W. Porambo, B. M. Siller, J. M. Pearson, and B. J. McCall, Opt. Lett. 37, 4422 (2012).
[Crossref]

2010 (2)

Y. Nakajima, H. Inaba, K. Hosaka, K. Minoshima, A. Onae, M. Yasuda, T. Kohno, S. Kawato, T. Kobayashi, T. Katsuyama, and F.-L. Hong, Opt. Express 18, 1667 (2010).
[Crossref]

K. Hosaka, H. Inaba, Y. Nakajima, M. Yasuda, T. Kohno, A. Onae, and F.-L. Hong, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 57, 606 (2010).
[Crossref]

2006 (1)

O. Tadanaga, T. Yanagawa, Y. Nishida, H. Miyazawa, K. Magari, M. Asobe, and H. Suzuki, Appl. Phys. Lett. 88, 061101 (2006).
[Crossref]

2005 (1)

2001 (1)

2000 (1)

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[Crossref]

1992 (1)

A. S. Pine, J. Chem. Phys. 97, 773 (1992).
[Crossref]

1976 (1)

J. L. Hall, C. J. Bordé, and K. Uehara, Phys. Rev. Lett. 37, 1339 (1976).
[Crossref]

Abe, M.

M. Abe, H. Sera, and H. Sasada, J. Mol. Spectrosc. 312, 90 (2015).
[Crossref]

K. Iwakuni, H. Sera, M. Abe, and H. Sasada, J. Mol. Spectrosc. 306, 19 (2014).
[Crossref]

M. Abe, K. Iwakuni, S. Okubo, and H. Sasada, Opt. Lett. 39, 5277 (2014).
[Crossref]

M. Abe, K. Iwakuni, S. Okubo, and H. Sasada, J. Opt. Soc. Am. B 30, 1027 (2013).
[Crossref]

Abgrall, M.

B. Argence, B. Chanteau, O. Lopez, D. Nicolodi, M. Abgrall, C. Chardonnet, C. Daussy, B. Darquié, Y. L. Coq, and A. Amy-Klein, Nat. Photonics 9, 456 (2015).
[Crossref]

Akamatsu, D.

Amano, T.

H.-C. Chen, C.-Y. Hsiao, J.-L. Peng, T. Amano, and J.-T. Shy, Phys. Rev. Lett. 109, 263002 (2012).
[Crossref]

Amy-Klein, A.

B. Argence, B. Chanteau, O. Lopez, D. Nicolodi, M. Abgrall, C. Chardonnet, C. Daussy, B. Darquié, Y. L. Coq, and A. Amy-Klein, Nat. Photonics 9, 456 (2015).
[Crossref]

Argence, B.

B. Argence, B. Chanteau, O. Lopez, D. Nicolodi, M. Abgrall, C. Chardonnet, C. Daussy, B. Darquié, Y. L. Coq, and A. Amy-Klein, Nat. Photonics 9, 456 (2015).
[Crossref]

Asobe, M.

O. Tadanaga, T. Yanagawa, Y. Nishida, H. Miyazawa, K. Magari, M. Asobe, and H. Suzuki, Appl. Phys. Lett. 88, 061101 (2006).
[Crossref]

Bordé, C. J.

J. L. Hall, C. J. Bordé, and K. Uehara, Phys. Rev. Lett. 37, 1339 (1976).
[Crossref]

Braxmaier, C.

Chanteau, B.

B. Argence, B. Chanteau, O. Lopez, D. Nicolodi, M. Abgrall, C. Chardonnet, C. Daussy, B. Darquié, Y. L. Coq, and A. Amy-Klein, Nat. Photonics 9, 456 (2015).
[Crossref]

Chardonnet, C.

B. Argence, B. Chanteau, O. Lopez, D. Nicolodi, M. Abgrall, C. Chardonnet, C. Daussy, B. Darquié, Y. L. Coq, and A. Amy-Klein, Nat. Photonics 9, 456 (2015).
[Crossref]

Chen, H.-C.

H.-C. Chen, C.-Y. Hsiao, J.-L. Peng, T. Amano, and J.-T. Shy, Phys. Rev. Lett. 109, 263002 (2012).
[Crossref]

Coq, Y. L.

B. Argence, B. Chanteau, O. Lopez, D. Nicolodi, M. Abgrall, C. Chardonnet, C. Daussy, B. Darquié, Y. L. Coq, and A. Amy-Klein, Nat. Photonics 9, 456 (2015).
[Crossref]

Crabtree, K. N.

K. N. Crabtree, J. N. Hodges, B. M. Siller, A. J. Perry, J. E. Kelly, P. A. Jenkins, and B. J. McCall, Chem. Phys. Lett. 551, 1 (2012).
[Crossref]

Cundiff, S. T.

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[Crossref]

Darquié, B.

B. Argence, B. Chanteau, O. Lopez, D. Nicolodi, M. Abgrall, C. Chardonnet, C. Daussy, B. Darquié, Y. L. Coq, and A. Amy-Klein, Nat. Photonics 9, 456 (2015).
[Crossref]

Daussy, C.

B. Argence, B. Chanteau, O. Lopez, D. Nicolodi, M. Abgrall, C. Chardonnet, C. Daussy, B. Darquié, Y. L. Coq, and A. Amy-Klein, Nat. Photonics 9, 456 (2015).
[Crossref]

De Luca, A. C.

De Natale, P.

De Rosa, M.

De Tommasi, E.

Dekorsy, D.

Diddams, S. A.

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[Crossref]

Hall, J. L.

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[Crossref]

J. L. Hall, C. J. Bordé, and K. Uehara, Phys. Rev. Lett. 37, 1339 (1976).
[Crossref]

Hodges, J. N.

J. N. Hodges, A. J. Perry, P. A. Jenkins, B. M. Siller, and B. J. McCall, J. Chem. Phys. 139, 164201 (2013).
[Crossref]

K. N. Crabtree, J. N. Hodges, B. M. Siller, A. J. Perry, J. E. Kelly, P. A. Jenkins, and B. J. McCall, Chem. Phys. Lett. 551, 1 (2012).
[Crossref]

Hong, F.-L.

Hosaka, K.

Hsiao, C.-Y.

H.-C. Chen, C.-Y. Hsiao, J.-L. Peng, T. Amano, and J.-T. Shy, Phys. Rev. Lett. 109, 263002 (2012).
[Crossref]

Inaba, H.

Iwakuni, K.

Jenkins, P. A.

J. N. Hodges, A. J. Perry, P. A. Jenkins, B. M. Siller, and B. J. McCall, J. Chem. Phys. 139, 164201 (2013).
[Crossref]

K. N. Crabtree, J. N. Hodges, B. M. Siller, A. J. Perry, J. E. Kelly, P. A. Jenkins, and B. J. McCall, Chem. Phys. Lett. 551, 1 (2012).
[Crossref]

Jones, D. J.

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[Crossref]

Katsuyama, T.

Kawato, S.

Kelly, J. E.

K. N. Crabtree, J. N. Hodges, B. M. Siller, A. J. Perry, J. E. Kelly, P. A. Jenkins, and B. J. McCall, Chem. Phys. Lett. 551, 1 (2012).
[Crossref]

Kobayashi, T.

Kohno, T.

Kovalchuk, E. V.

Liao, C.-C.

K.-Y. Wu, Y.-H. Lien, C.-C. Liao, Y.-R. Lin, and J.-T. Shy, Phys. Rev. A 88, 032507 (2013).
[Crossref]

Lien, Y.-H.

K.-Y. Wu, Y.-H. Lien, C.-C. Liao, Y.-R. Lin, and J.-T. Shy, Phys. Rev. A 88, 032507 (2013).
[Crossref]

Lin, Y.-R.

K.-Y. Wu, Y.-H. Lien, C.-C. Liao, Y.-R. Lin, and J.-T. Shy, Phys. Rev. A 88, 032507 (2013).
[Crossref]

Lopez, O.

B. Argence, B. Chanteau, O. Lopez, D. Nicolodi, M. Abgrall, C. Chardonnet, C. Daussy, B. Darquié, Y. L. Coq, and A. Amy-Klein, Nat. Photonics 9, 456 (2015).
[Crossref]

Lvovsky, A. I.

Maddaloni, P.

Magari, K.

O. Tadanaga, T. Yanagawa, Y. Nishida, H. Miyazawa, K. Magari, M. Asobe, and H. Suzuki, Appl. Phys. Lett. 88, 061101 (2006).
[Crossref]

McCall, B. J.

J. N. Hodges, A. J. Perry, P. A. Jenkins, B. M. Siller, and B. J. McCall, J. Chem. Phys. 139, 164201 (2013).
[Crossref]

K. N. Crabtree, J. N. Hodges, B. M. Siller, A. J. Perry, J. E. Kelly, P. A. Jenkins, and B. J. McCall, Chem. Phys. Lett. 551, 1 (2012).
[Crossref]

M. W. Porambo, B. M. Siller, J. M. Pearson, and B. J. McCall, Opt. Lett. 37, 4422 (2012).
[Crossref]

Minoshima, K.

Miyazawa, H.

O. Tadanaga, T. Yanagawa, Y. Nishida, H. Miyazawa, K. Magari, M. Asobe, and H. Suzuki, Appl. Phys. Lett. 88, 061101 (2006).
[Crossref]

Mlynek, J.

Mosca, S.

Nakajima, Y.

Nicolodi, D.

B. Argence, B. Chanteau, O. Lopez, D. Nicolodi, M. Abgrall, C. Chardonnet, C. Daussy, B. Darquié, Y. L. Coq, and A. Amy-Klein, Nat. Photonics 9, 456 (2015).
[Crossref]

Nishida, Y.

O. Tadanaga, T. Yanagawa, Y. Nishida, H. Miyazawa, K. Magari, M. Asobe, and H. Suzuki, Appl. Phys. Lett. 88, 061101 (2006).
[Crossref]

Okubo, S.

Onae, A.

Pearson, J. M.

Peng, J.-L.

H.-C. Chen, C.-Y. Hsiao, J.-L. Peng, T. Amano, and J.-T. Shy, Phys. Rev. Lett. 109, 263002 (2012).
[Crossref]

Perry, A. J.

J. N. Hodges, A. J. Perry, P. A. Jenkins, B. M. Siller, and B. J. McCall, J. Chem. Phys. 139, 164201 (2013).
[Crossref]

K. N. Crabtree, J. N. Hodges, B. M. Siller, A. J. Perry, J. E. Kelly, P. A. Jenkins, and B. J. McCall, Chem. Phys. Lett. 551, 1 (2012).
[Crossref]

Peters, A.

Pignatiello, F.

Pine, A. S.

A. S. Pine, J. Chem. Phys. 97, 773 (1992).
[Crossref]

Porambo, M. W.

Ranka, J. K.

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[Crossref]

Ricciardi, I.

Rocco, A.

Rusciano, G.

Sasada, H.

Sasso, A.

Schiller, S.

Sera, H.

M. Abe, H. Sera, and H. Sasada, J. Mol. Spectrosc. 312, 90 (2015).
[Crossref]

K. Iwakuni, H. Sera, M. Abe, and H. Sasada, J. Mol. Spectrosc. 306, 19 (2014).
[Crossref]

Shy, J.-T.

K.-Y. Wu, Y.-H. Lien, C.-C. Liao, Y.-R. Lin, and J.-T. Shy, Phys. Rev. A 88, 032507 (2013).
[Crossref]

H.-C. Chen, C.-Y. Hsiao, J.-L. Peng, T. Amano, and J.-T. Shy, Phys. Rev. Lett. 109, 263002 (2012).
[Crossref]

Siller, B. M.

J. N. Hodges, A. J. Perry, P. A. Jenkins, B. M. Siller, and B. J. McCall, J. Chem. Phys. 139, 164201 (2013).
[Crossref]

M. W. Porambo, B. M. Siller, J. M. Pearson, and B. J. McCall, Opt. Lett. 37, 4422 (2012).
[Crossref]

K. N. Crabtree, J. N. Hodges, B. M. Siller, A. J. Perry, J. E. Kelly, P. A. Jenkins, and B. J. McCall, Chem. Phys. Lett. 551, 1 (2012).
[Crossref]

Stentz, A.

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[Crossref]

Suzuki, H.

O. Tadanaga, T. Yanagawa, Y. Nishida, H. Miyazawa, K. Magari, M. Asobe, and H. Suzuki, Appl. Phys. Lett. 88, 061101 (2006).
[Crossref]

Tadanaga, O.

O. Tadanaga, T. Yanagawa, Y. Nishida, H. Miyazawa, K. Magari, M. Asobe, and H. Suzuki, Appl. Phys. Lett. 88, 061101 (2006).
[Crossref]

Uehara, K.

J. L. Hall, C. J. Bordé, and K. Uehara, Phys. Rev. Lett. 37, 1339 (1976).
[Crossref]

Windeler, R. S.

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[Crossref]

Wu, K.-Y.

K.-Y. Wu, Y.-H. Lien, C.-C. Liao, Y.-R. Lin, and J.-T. Shy, Phys. Rev. A 88, 032507 (2013).
[Crossref]

Yanagawa, T.

O. Tadanaga, T. Yanagawa, Y. Nishida, H. Miyazawa, K. Magari, M. Asobe, and H. Suzuki, Appl. Phys. Lett. 88, 061101 (2006).
[Crossref]

Yasuda, M.

Zondy, J.-J.

Appl. Phys. Lett. (1)

O. Tadanaga, T. Yanagawa, Y. Nishida, H. Miyazawa, K. Magari, M. Asobe, and H. Suzuki, Appl. Phys. Lett. 88, 061101 (2006).
[Crossref]

Chem. Phys. Lett. (1)

K. N. Crabtree, J. N. Hodges, B. M. Siller, A. J. Perry, J. E. Kelly, P. A. Jenkins, and B. J. McCall, Chem. Phys. Lett. 551, 1 (2012).
[Crossref]

IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control (1)

K. Hosaka, H. Inaba, Y. Nakajima, M. Yasuda, T. Kohno, A. Onae, and F.-L. Hong, IEEE Trans. Ultrason. Ferroelectr. Freq. Control 57, 606 (2010).
[Crossref]

J. Chem. Phys. (2)

A. S. Pine, J. Chem. Phys. 97, 773 (1992).
[Crossref]

J. N. Hodges, A. J. Perry, P. A. Jenkins, B. M. Siller, and B. J. McCall, J. Chem. Phys. 139, 164201 (2013).
[Crossref]

J. Mol. Spectrosc. (2)

K. Iwakuni, H. Sera, M. Abe, and H. Sasada, J. Mol. Spectrosc. 306, 19 (2014).
[Crossref]

M. Abe, H. Sera, and H. Sasada, J. Mol. Spectrosc. 312, 90 (2015).
[Crossref]

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

Nat. Photonics (1)

B. Argence, B. Chanteau, O. Lopez, D. Nicolodi, M. Abgrall, C. Chardonnet, C. Daussy, B. Darquié, Y. L. Coq, and A. Amy-Klein, Nat. Photonics 9, 456 (2015).
[Crossref]

Opt. Express (5)

Opt. Lett. (3)

Phys. Rev. A (1)

K.-Y. Wu, Y.-H. Lien, C.-C. Liao, Y.-R. Lin, and J.-T. Shy, Phys. Rev. A 88, 032507 (2013).
[Crossref]

Phys. Rev. Lett. (2)

J. L. Hall, C. J. Bordé, and K. Uehara, Phys. Rev. Lett. 37, 1339 (1976).
[Crossref]

H.-C. Chen, C.-Y. Hsiao, J.-L. Peng, T. Amano, and J.-T. Shy, Phys. Rev. Lett. 109, 263002 (2012).
[Crossref]

Science (1)

D. J. Jones, S. A. Diddams, J. K. Ranka, A. Stentz, R. S. Windeler, J. L. Hall, and S. T. Cundiff, Science 288, 635 (2000).
[Crossref]

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.

Linewidth narrowing and frequency control scheme of the DFG source. RF REF, radio frequency reference; Mix., mixer; HNLF, highly nonlinear fiber; PPLN, periodically poled lithium niobate crystal; SHG, second-harmonic generation; BPF, optical band-pass filter; Det., detector; EOM, electro-optic modulator; DFG, difference frequency generation; ECLD, external-cavity laser diode.

Fig. 2.
Fig. 2.

Observed rf spectra of (a) the in-loop controlled CEO beat note and (b) the in-loop controlled beat note between the Nd:YAG laser and the nearest comb mode. The resolution bandwidth and video bandwidth are 30 kHz.

Fig. 3.
Fig. 3.

Observed rf spectrum of the beat note between the He–Ne laser and the DFG source. The resolution bandwidth and video bandwidth are 3 kHz.

Fig. 4.
Fig. 4.

Experimental setup of sub-Doppler resolution spectroscopy of methane.

Fig. 5.
Fig. 5.

Recorded Lamb dip of the ν 3 band R(2) E transition of methane. A solid curve is the fitting result.

Metrics