Abstract

High-sensitivity radiocarbon detection has been, until now, a prerogative of accelerator mass spectrometry (AMS). Here we present a compact and simple spectroscopic apparatus, based on saturated-absorption cavity ring-down, approaching the ultimate AMS sensitivity. We measure radiocarbon dioxide concentration down to a few parts per quadrillion by use of a heterodyne-spectroscopy system with two quantum cascade lasers at 4.5 μm, a reference cell, and a high-finesse cavity with the sample gas cooled down to 170 K. Our results pave the way to a paradigm change in radiocarbon measurement, with a number of significant applications in areas such as environment, nuclear security, pharmacology, and cultural heritage.

© 2016 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article
OSA Recommended Articles
Radiocarbon dioxide detection based on cavity ring-down spectroscopy and a quantum cascade laser

G. Genoud, M. Vainio, H. Phillips, J. Dean, and M. Merimaa
Opt. Lett. 40(7) 1342-1345 (2015)

Theory of saturated-absorption cavity ring-down: radiocarbon dioxide detection, a case study

G. Giusfredi, I. Galli, D. Mazzotti, P. Cancio, and P. De Natale
J. Opt. Soc. Am. B 32(10) 2223-2237 (2015)

Parts-per-trillion-level detection of nitrogen dioxide by cantilever-enhanced photo-acoustic spectroscopy

Jari Peltola, Tuomas Hieta, and Markku Vainio
Opt. Lett. 40(13) 2933-2936 (2015)

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. J. R. Arnold and W. F. Libby, Science 113, 111 (1951).
    [Crossref]
  2. A. E. Litherland, X.-L. Zhao, and W. E. Kieser, Mass Spectrom. Rev. 30, 1037 (2011).
    [Crossref]
  3. H.-A. Synal, Int. J. Mass Spectrom. 349–350, 192 (2013).
    [Crossref]
  4. W. Kutschera, Int. J. Mass Spectrom. 349–350, 203 (2013).
    [Crossref]
  5. H.-A. Synal, M. Stocker, and M. Suter, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 259, 7 (2007).
    [Crossref]
  6. T. Schulze-König, S. R. Dueker, J. Giacomo, M. Suter, J. S. Vogel, and H.-A. Synal, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 268, 891 (2010).
    [Crossref]
  7. H.-A. Synal, T. Schulze-König, M. Seiler, M. Suter, and L. Wacker, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 294, 349 (2013).
    [Crossref]
  8. E. Bard, T. Tuna, Y. Fagault, L. Bonvalot, L. Wacker, S. Fahrni, and H.-A. Synal, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 80 (2015).
    [Crossref]
  9. I. Galli, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, D. Mazzotti, P. De Natale, and G. Giusfredi, Phys. Rev. Lett. 107, 270802 (2011).
    [Crossref]
  10. I. Galli, P. Cancio, G. Di Lonardo, L. Fusina, G. Giusfredi, D. Mazzotti, F. Tamassia, and P. De Natale, Mol. Phys. 109, 2267 (2011).
    [Crossref]
  11. D. Mazzotti, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, I. Galli, G. Giusfredi, and P. De Natale, Opt. Photon. News 23(12), 52 (2012).
    [Crossref]
  12. R. N. Zare, Nature 482, 312 (2012).
    [Crossref]
  13. I. Galli, S. Bartalini, P. Cancio, P. De Natale, D. Mazzotti, G. Giusfredi, M. E. Fedi, and P. A. Mandò, Radiocarbon 55, 213 (2013).
    [Crossref]
  14. G. Giusfredi, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, I. Galli, D. Mazzotti, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 104, 110801 (2010).
    [Crossref]
  15. P. Cancio, S. Bartalini, S. Borri, I. Galli, G. Gagliardi, G. Giusfredi, P. Maddaloni, P. Malara, D. Mazzotti, and P. De Natale, Appl. Phys. B 102, 255 (2011).
    [Crossref]
  16. G. Giusfredi, I. Galli, D. Mazzotti, P. Cancio, and P. De Natale, J. Opt. Soc. Am. B 32, 2223 (2015).
    [Crossref]
  17. G. Giusfredi, I. Galli, P. Cancio, D. Mazzotti, and P. De Natale, “Apparatus and method for measuring the concentration of trace gases by SCAR spectroscopy,” PCT ApplicationWO/2014/170828 (October23, 2014).
  18. P. Cancio, P. De Natale, I. Galli, G. Giusfredi, and D. Mazzotti, “Apparato per la misura di concentrazione di gas in tracce mediante la spettroscopia SCAR,” Italian patent0001417063 (October16, 2014).
  19. G. Genoud, M. Vainio, H. Phillips, J. Dean, and M. Merimaa, Opt. Lett. 40, 1342 (2015).
    [Crossref]
  20. A. D. McCartt, T. Ognibene, G. Bench, and K. Turteltaub, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 277 (2015).
    [Crossref]
  21. I. Galli, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, and P. De Natale, Opt. Lett. 35, 3616 (2010).
    [Crossref]
  22. O. L. Polyansky, K. Bielska, M. Ghysels, L. Lodi, N. F. Zobov, J. T. Hodges, and J. Tennyson, Phys. Rev. Lett. 114, 243001 (2015).
    [Crossref]
  23. J. Tennyson, Department of Physics and Astronomy, University College London, UK (Personal communication, 2015).
  24. K. Hämäläinen, H. Jungner, O. Antson, J. Räsänen, K. Tormonen, and J. Roine, Radiocarbon 49, 325 (2007).
  25. J. Mohn, S. Szidat, J. Fellner, H. Rechberger, R. Quartier, B. Buchmann, and L. Emmenegger, Bioresour. Technol. 99, 6471 (2008).
    [Crossref]
  26. S. W. L. Palstra and H. A. J. Meijer, Radiocarbon 56, 7 (2014).
    [Crossref]
  27. F.-J. Santos Arévalo, I. Gómez Martínez, L. Agulló García, M. T. Reina Maldonado, and M. García León, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 354 (2015).
    [Crossref]
  28. H. D. Graven and N. Gruber, Atmos. Chem. Phys. 11, 12339 (2011).
    [Crossref]
  29. S. Lehman, J. Miller, C. Wolak, J. Southon, P. Tans, S. Montzka, C. Sweeney, A. Andrews, B. LaFranchi, T. Guilderson, and J. Turnbull, Radiocarbon 55, 1484 (2013).
    [Crossref]

2015 (6)

E. Bard, T. Tuna, Y. Fagault, L. Bonvalot, L. Wacker, S. Fahrni, and H.-A. Synal, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 80 (2015).
[Crossref]

O. L. Polyansky, K. Bielska, M. Ghysels, L. Lodi, N. F. Zobov, J. T. Hodges, and J. Tennyson, Phys. Rev. Lett. 114, 243001 (2015).
[Crossref]

F.-J. Santos Arévalo, I. Gómez Martínez, L. Agulló García, M. T. Reina Maldonado, and M. García León, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 354 (2015).
[Crossref]

A. D. McCartt, T. Ognibene, G. Bench, and K. Turteltaub, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 277 (2015).
[Crossref]

G. Genoud, M. Vainio, H. Phillips, J. Dean, and M. Merimaa, Opt. Lett. 40, 1342 (2015).
[Crossref]

G. Giusfredi, I. Galli, D. Mazzotti, P. Cancio, and P. De Natale, J. Opt. Soc. Am. B 32, 2223 (2015).
[Crossref]

2014 (1)

S. W. L. Palstra and H. A. J. Meijer, Radiocarbon 56, 7 (2014).
[Crossref]

2013 (5)

S. Lehman, J. Miller, C. Wolak, J. Southon, P. Tans, S. Montzka, C. Sweeney, A. Andrews, B. LaFranchi, T. Guilderson, and J. Turnbull, Radiocarbon 55, 1484 (2013).
[Crossref]

I. Galli, S. Bartalini, P. Cancio, P. De Natale, D. Mazzotti, G. Giusfredi, M. E. Fedi, and P. A. Mandò, Radiocarbon 55, 213 (2013).
[Crossref]

H.-A. Synal, T. Schulze-König, M. Seiler, M. Suter, and L. Wacker, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 294, 349 (2013).
[Crossref]

H.-A. Synal, Int. J. Mass Spectrom. 349–350, 192 (2013).
[Crossref]

W. Kutschera, Int. J. Mass Spectrom. 349–350, 203 (2013).
[Crossref]

2012 (2)

D. Mazzotti, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, I. Galli, G. Giusfredi, and P. De Natale, Opt. Photon. News 23(12), 52 (2012).
[Crossref]

R. N. Zare, Nature 482, 312 (2012).
[Crossref]

2011 (5)

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

A. E. Litherland, X.-L. Zhao, and W. E. Kieser, Mass Spectrom. Rev. 30, 1037 (2011).
[Crossref]

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

I. Galli, P. Cancio, G. Di Lonardo, L. Fusina, G. Giusfredi, D. Mazzotti, F. Tamassia, and P. De Natale, Mol. Phys. 109, 2267 (2011).
[Crossref]

H. D. Graven and N. Gruber, Atmos. Chem. Phys. 11, 12339 (2011).
[Crossref]

2010 (3)

I. Galli, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, and P. De Natale, Opt. Lett. 35, 3616 (2010).
[Crossref]

T. Schulze-König, S. R. Dueker, J. Giacomo, M. Suter, J. S. Vogel, and H.-A. Synal, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 268, 891 (2010).
[Crossref]

G. Giusfredi, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, I. Galli, D. Mazzotti, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 104, 110801 (2010).
[Crossref]

2008 (1)

J. Mohn, S. Szidat, J. Fellner, H. Rechberger, R. Quartier, B. Buchmann, and L. Emmenegger, Bioresour. Technol. 99, 6471 (2008).
[Crossref]

2007 (2)

K. Hämäläinen, H. Jungner, O. Antson, J. Räsänen, K. Tormonen, and J. Roine, Radiocarbon 49, 325 (2007).

H.-A. Synal, M. Stocker, and M. Suter, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 259, 7 (2007).
[Crossref]

1951 (1)

J. R. Arnold and W. F. Libby, Science 113, 111 (1951).
[Crossref]

Agulló García, L.

F.-J. Santos Arévalo, I. Gómez Martínez, L. Agulló García, M. T. Reina Maldonado, and M. García León, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 354 (2015).
[Crossref]

Andrews, A.

S. Lehman, J. Miller, C. Wolak, J. Southon, P. Tans, S. Montzka, C. Sweeney, A. Andrews, B. LaFranchi, T. Guilderson, and J. Turnbull, Radiocarbon 55, 1484 (2013).
[Crossref]

Antson, O.

K. Hämäläinen, H. Jungner, O. Antson, J. Räsänen, K. Tormonen, and J. Roine, Radiocarbon 49, 325 (2007).

Arnold, J. R.

J. R. Arnold and W. F. Libby, Science 113, 111 (1951).
[Crossref]

Bard, E.

E. Bard, T. Tuna, Y. Fagault, L. Bonvalot, L. Wacker, S. Fahrni, and H.-A. Synal, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 80 (2015).
[Crossref]

Bartalini, S.

I. Galli, S. Bartalini, P. Cancio, P. De Natale, D. Mazzotti, G. Giusfredi, M. E. Fedi, and P. A. Mandò, Radiocarbon 55, 213 (2013).
[Crossref]

D. Mazzotti, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, I. Galli, G. Giusfredi, and P. De Natale, Opt. Photon. News 23(12), 52 (2012).
[Crossref]

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

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

G. Giusfredi, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, I. Galli, D. Mazzotti, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 104, 110801 (2010).
[Crossref]

I. Galli, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, and P. De Natale, Opt. Lett. 35, 3616 (2010).
[Crossref]

Bench, G.

A. D. McCartt, T. Ognibene, G. Bench, and K. Turteltaub, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 277 (2015).
[Crossref]

Bielska, K.

O. L. Polyansky, K. Bielska, M. Ghysels, L. Lodi, N. F. Zobov, J. T. Hodges, and J. Tennyson, Phys. Rev. Lett. 114, 243001 (2015).
[Crossref]

Bonvalot, L.

E. Bard, T. Tuna, Y. Fagault, L. Bonvalot, L. Wacker, S. Fahrni, and H.-A. Synal, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 80 (2015).
[Crossref]

Borri, S.

D. Mazzotti, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, I. Galli, G. Giusfredi, and P. De Natale, Opt. Photon. News 23(12), 52 (2012).
[Crossref]

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

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

G. Giusfredi, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, I. Galli, D. Mazzotti, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 104, 110801 (2010).
[Crossref]

I. Galli, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, and P. De Natale, Opt. Lett. 35, 3616 (2010).
[Crossref]

Buchmann, B.

J. Mohn, S. Szidat, J. Fellner, H. Rechberger, R. Quartier, B. Buchmann, and L. Emmenegger, Bioresour. Technol. 99, 6471 (2008).
[Crossref]

Cancio, P.

G. Giusfredi, I. Galli, D. Mazzotti, P. Cancio, and P. De Natale, J. Opt. Soc. Am. B 32, 2223 (2015).
[Crossref]

I. Galli, S. Bartalini, P. Cancio, P. De Natale, D. Mazzotti, G. Giusfredi, M. E. Fedi, and P. A. Mandò, Radiocarbon 55, 213 (2013).
[Crossref]

D. Mazzotti, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, I. Galli, G. Giusfredi, and P. De Natale, Opt. Photon. News 23(12), 52 (2012).
[Crossref]

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

I. Galli, P. Cancio, G. Di Lonardo, L. Fusina, G. Giusfredi, D. Mazzotti, F. Tamassia, and P. De Natale, Mol. Phys. 109, 2267 (2011).
[Crossref]

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

I. Galli, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, and P. De Natale, Opt. Lett. 35, 3616 (2010).
[Crossref]

G. Giusfredi, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, I. Galli, D. Mazzotti, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 104, 110801 (2010).
[Crossref]

P. Cancio, P. De Natale, I. Galli, G. Giusfredi, and D. Mazzotti, “Apparato per la misura di concentrazione di gas in tracce mediante la spettroscopia SCAR,” Italian patent0001417063 (October16, 2014).

G. Giusfredi, I. Galli, P. Cancio, D. Mazzotti, and P. De Natale, “Apparatus and method for measuring the concentration of trace gases by SCAR spectroscopy,” PCT ApplicationWO/2014/170828 (October23, 2014).

De Natale, P.

G. Giusfredi, I. Galli, D. Mazzotti, P. Cancio, and P. De Natale, J. Opt. Soc. Am. B 32, 2223 (2015).
[Crossref]

I. Galli, S. Bartalini, P. Cancio, P. De Natale, D. Mazzotti, G. Giusfredi, M. E. Fedi, and P. A. Mandò, Radiocarbon 55, 213 (2013).
[Crossref]

D. Mazzotti, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, I. Galli, G. Giusfredi, and P. De Natale, Opt. Photon. News 23(12), 52 (2012).
[Crossref]

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

I. Galli, P. Cancio, G. Di Lonardo, L. Fusina, G. Giusfredi, D. Mazzotti, F. Tamassia, and P. De Natale, Mol. Phys. 109, 2267 (2011).
[Crossref]

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

I. Galli, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, and P. De Natale, Opt. Lett. 35, 3616 (2010).
[Crossref]

G. Giusfredi, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, I. Galli, D. Mazzotti, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 104, 110801 (2010).
[Crossref]

P. Cancio, P. De Natale, I. Galli, G. Giusfredi, and D. Mazzotti, “Apparato per la misura di concentrazione di gas in tracce mediante la spettroscopia SCAR,” Italian patent0001417063 (October16, 2014).

G. Giusfredi, I. Galli, P. Cancio, D. Mazzotti, and P. De Natale, “Apparatus and method for measuring the concentration of trace gases by SCAR spectroscopy,” PCT ApplicationWO/2014/170828 (October23, 2014).

Dean, J.

Di Lonardo, G.

I. Galli, P. Cancio, G. Di Lonardo, L. Fusina, G. Giusfredi, D. Mazzotti, F. Tamassia, and P. De Natale, Mol. Phys. 109, 2267 (2011).
[Crossref]

Dueker, S. R.

T. Schulze-König, S. R. Dueker, J. Giacomo, M. Suter, J. S. Vogel, and H.-A. Synal, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 268, 891 (2010).
[Crossref]

Emmenegger, L.

J. Mohn, S. Szidat, J. Fellner, H. Rechberger, R. Quartier, B. Buchmann, and L. Emmenegger, Bioresour. Technol. 99, 6471 (2008).
[Crossref]

Fagault, Y.

E. Bard, T. Tuna, Y. Fagault, L. Bonvalot, L. Wacker, S. Fahrni, and H.-A. Synal, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 80 (2015).
[Crossref]

Fahrni, S.

E. Bard, T. Tuna, Y. Fagault, L. Bonvalot, L. Wacker, S. Fahrni, and H.-A. Synal, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 80 (2015).
[Crossref]

Fedi, M. E.

I. Galli, S. Bartalini, P. Cancio, P. De Natale, D. Mazzotti, G. Giusfredi, M. E. Fedi, and P. A. Mandò, Radiocarbon 55, 213 (2013).
[Crossref]

Fellner, J.

J. Mohn, S. Szidat, J. Fellner, H. Rechberger, R. Quartier, B. Buchmann, and L. Emmenegger, Bioresour. Technol. 99, 6471 (2008).
[Crossref]

Fusina, L.

I. Galli, P. Cancio, G. Di Lonardo, L. Fusina, G. Giusfredi, D. Mazzotti, F. Tamassia, and P. De Natale, Mol. Phys. 109, 2267 (2011).
[Crossref]

Gagliardi, G.

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

Galli, I.

G. Giusfredi, I. Galli, D. Mazzotti, P. Cancio, and P. De Natale, J. Opt. Soc. Am. B 32, 2223 (2015).
[Crossref]

I. Galli, S. Bartalini, P. Cancio, P. De Natale, D. Mazzotti, G. Giusfredi, M. E. Fedi, and P. A. Mandò, Radiocarbon 55, 213 (2013).
[Crossref]

D. Mazzotti, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, I. Galli, G. Giusfredi, and P. De Natale, Opt. Photon. News 23(12), 52 (2012).
[Crossref]

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

I. Galli, P. Cancio, G. Di Lonardo, L. Fusina, G. Giusfredi, D. Mazzotti, F. Tamassia, and P. De Natale, Mol. Phys. 109, 2267 (2011).
[Crossref]

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

I. Galli, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, and P. De Natale, Opt. Lett. 35, 3616 (2010).
[Crossref]

G. Giusfredi, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, I. Galli, D. Mazzotti, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 104, 110801 (2010).
[Crossref]

P. Cancio, P. De Natale, I. Galli, G. Giusfredi, and D. Mazzotti, “Apparato per la misura di concentrazione di gas in tracce mediante la spettroscopia SCAR,” Italian patent0001417063 (October16, 2014).

G. Giusfredi, I. Galli, P. Cancio, D. Mazzotti, and P. De Natale, “Apparatus and method for measuring the concentration of trace gases by SCAR spectroscopy,” PCT ApplicationWO/2014/170828 (October23, 2014).

García León, M.

F.-J. Santos Arévalo, I. Gómez Martínez, L. Agulló García, M. T. Reina Maldonado, and M. García León, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 354 (2015).
[Crossref]

Genoud, G.

Ghysels, M.

O. L. Polyansky, K. Bielska, M. Ghysels, L. Lodi, N. F. Zobov, J. T. Hodges, and J. Tennyson, Phys. Rev. Lett. 114, 243001 (2015).
[Crossref]

Giacomo, J.

T. Schulze-König, S. R. Dueker, J. Giacomo, M. Suter, J. S. Vogel, and H.-A. Synal, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 268, 891 (2010).
[Crossref]

Giusfredi, G.

G. Giusfredi, I. Galli, D. Mazzotti, P. Cancio, and P. De Natale, J. Opt. Soc. Am. B 32, 2223 (2015).
[Crossref]

I. Galli, S. Bartalini, P. Cancio, P. De Natale, D. Mazzotti, G. Giusfredi, M. E. Fedi, and P. A. Mandò, Radiocarbon 55, 213 (2013).
[Crossref]

D. Mazzotti, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, I. Galli, G. Giusfredi, and P. De Natale, Opt. Photon. News 23(12), 52 (2012).
[Crossref]

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

I. Galli, P. Cancio, G. Di Lonardo, L. Fusina, G. Giusfredi, D. Mazzotti, F. Tamassia, and P. De Natale, Mol. Phys. 109, 2267 (2011).
[Crossref]

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

I. Galli, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, and P. De Natale, Opt. Lett. 35, 3616 (2010).
[Crossref]

G. Giusfredi, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, I. Galli, D. Mazzotti, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 104, 110801 (2010).
[Crossref]

P. Cancio, P. De Natale, I. Galli, G. Giusfredi, and D. Mazzotti, “Apparato per la misura di concentrazione di gas in tracce mediante la spettroscopia SCAR,” Italian patent0001417063 (October16, 2014).

G. Giusfredi, I. Galli, P. Cancio, D. Mazzotti, and P. De Natale, “Apparatus and method for measuring the concentration of trace gases by SCAR spectroscopy,” PCT ApplicationWO/2014/170828 (October23, 2014).

Gómez Martínez, I.

F.-J. Santos Arévalo, I. Gómez Martínez, L. Agulló García, M. T. Reina Maldonado, and M. García León, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 354 (2015).
[Crossref]

Graven, H. D.

H. D. Graven and N. Gruber, Atmos. Chem. Phys. 11, 12339 (2011).
[Crossref]

Gruber, N.

H. D. Graven and N. Gruber, Atmos. Chem. Phys. 11, 12339 (2011).
[Crossref]

Guilderson, T.

S. Lehman, J. Miller, C. Wolak, J. Southon, P. Tans, S. Montzka, C. Sweeney, A. Andrews, B. LaFranchi, T. Guilderson, and J. Turnbull, Radiocarbon 55, 1484 (2013).
[Crossref]

Hämäläinen, K.

K. Hämäläinen, H. Jungner, O. Antson, J. Räsänen, K. Tormonen, and J. Roine, Radiocarbon 49, 325 (2007).

Hodges, J. T.

O. L. Polyansky, K. Bielska, M. Ghysels, L. Lodi, N. F. Zobov, J. T. Hodges, and J. Tennyson, Phys. Rev. Lett. 114, 243001 (2015).
[Crossref]

Jungner, H.

K. Hämäläinen, H. Jungner, O. Antson, J. Räsänen, K. Tormonen, and J. Roine, Radiocarbon 49, 325 (2007).

Kieser, W. E.

A. E. Litherland, X.-L. Zhao, and W. E. Kieser, Mass Spectrom. Rev. 30, 1037 (2011).
[Crossref]

Kutschera, W.

W. Kutschera, Int. J. Mass Spectrom. 349–350, 203 (2013).
[Crossref]

LaFranchi, B.

S. Lehman, J. Miller, C. Wolak, J. Southon, P. Tans, S. Montzka, C. Sweeney, A. Andrews, B. LaFranchi, T. Guilderson, and J. Turnbull, Radiocarbon 55, 1484 (2013).
[Crossref]

Lehman, S.

S. Lehman, J. Miller, C. Wolak, J. Southon, P. Tans, S. Montzka, C. Sweeney, A. Andrews, B. LaFranchi, T. Guilderson, and J. Turnbull, Radiocarbon 55, 1484 (2013).
[Crossref]

Libby, W. F.

J. R. Arnold and W. F. Libby, Science 113, 111 (1951).
[Crossref]

Litherland, A. E.

A. E. Litherland, X.-L. Zhao, and W. E. Kieser, Mass Spectrom. Rev. 30, 1037 (2011).
[Crossref]

Lodi, L.

O. L. Polyansky, K. Bielska, M. Ghysels, L. Lodi, N. F. Zobov, J. T. Hodges, and J. Tennyson, Phys. Rev. Lett. 114, 243001 (2015).
[Crossref]

Maddaloni, P.

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

Malara, P.

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

Mandò, P. A.

I. Galli, S. Bartalini, P. Cancio, P. De Natale, D. Mazzotti, G. Giusfredi, M. E. Fedi, and P. A. Mandò, Radiocarbon 55, 213 (2013).
[Crossref]

Mazzotti, D.

G. Giusfredi, I. Galli, D. Mazzotti, P. Cancio, and P. De Natale, J. Opt. Soc. Am. B 32, 2223 (2015).
[Crossref]

I. Galli, S. Bartalini, P. Cancio, P. De Natale, D. Mazzotti, G. Giusfredi, M. E. Fedi, and P. A. Mandò, Radiocarbon 55, 213 (2013).
[Crossref]

D. Mazzotti, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, I. Galli, G. Giusfredi, and P. De Natale, Opt. Photon. News 23(12), 52 (2012).
[Crossref]

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

I. Galli, P. Cancio, G. Di Lonardo, L. Fusina, G. Giusfredi, D. Mazzotti, F. Tamassia, and P. De Natale, Mol. Phys. 109, 2267 (2011).
[Crossref]

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

I. Galli, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, G. Giusfredi, D. Mazzotti, and P. De Natale, Opt. Lett. 35, 3616 (2010).
[Crossref]

G. Giusfredi, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, I. Galli, D. Mazzotti, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 104, 110801 (2010).
[Crossref]

P. Cancio, P. De Natale, I. Galli, G. Giusfredi, and D. Mazzotti, “Apparato per la misura di concentrazione di gas in tracce mediante la spettroscopia SCAR,” Italian patent0001417063 (October16, 2014).

G. Giusfredi, I. Galli, P. Cancio, D. Mazzotti, and P. De Natale, “Apparatus and method for measuring the concentration of trace gases by SCAR spectroscopy,” PCT ApplicationWO/2014/170828 (October23, 2014).

McCartt, A. D.

A. D. McCartt, T. Ognibene, G. Bench, and K. Turteltaub, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 277 (2015).
[Crossref]

Meijer, H. A. J.

S. W. L. Palstra and H. A. J. Meijer, Radiocarbon 56, 7 (2014).
[Crossref]

Merimaa, M.

Miller, J.

S. Lehman, J. Miller, C. Wolak, J. Southon, P. Tans, S. Montzka, C. Sweeney, A. Andrews, B. LaFranchi, T. Guilderson, and J. Turnbull, Radiocarbon 55, 1484 (2013).
[Crossref]

Mohn, J.

J. Mohn, S. Szidat, J. Fellner, H. Rechberger, R. Quartier, B. Buchmann, and L. Emmenegger, Bioresour. Technol. 99, 6471 (2008).
[Crossref]

Montzka, S.

S. Lehman, J. Miller, C. Wolak, J. Southon, P. Tans, S. Montzka, C. Sweeney, A. Andrews, B. LaFranchi, T. Guilderson, and J. Turnbull, Radiocarbon 55, 1484 (2013).
[Crossref]

Ognibene, T.

A. D. McCartt, T. Ognibene, G. Bench, and K. Turteltaub, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 277 (2015).
[Crossref]

Palstra, S. W. L.

S. W. L. Palstra and H. A. J. Meijer, Radiocarbon 56, 7 (2014).
[Crossref]

Phillips, H.

Polyansky, O. L.

O. L. Polyansky, K. Bielska, M. Ghysels, L. Lodi, N. F. Zobov, J. T. Hodges, and J. Tennyson, Phys. Rev. Lett. 114, 243001 (2015).
[Crossref]

Quartier, R.

J. Mohn, S. Szidat, J. Fellner, H. Rechberger, R. Quartier, B. Buchmann, and L. Emmenegger, Bioresour. Technol. 99, 6471 (2008).
[Crossref]

Räsänen, J.

K. Hämäläinen, H. Jungner, O. Antson, J. Räsänen, K. Tormonen, and J. Roine, Radiocarbon 49, 325 (2007).

Rechberger, H.

J. Mohn, S. Szidat, J. Fellner, H. Rechberger, R. Quartier, B. Buchmann, and L. Emmenegger, Bioresour. Technol. 99, 6471 (2008).
[Crossref]

Reina Maldonado, M. T.

F.-J. Santos Arévalo, I. Gómez Martínez, L. Agulló García, M. T. Reina Maldonado, and M. García León, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 354 (2015).
[Crossref]

Roine, J.

K. Hämäläinen, H. Jungner, O. Antson, J. Räsänen, K. Tormonen, and J. Roine, Radiocarbon 49, 325 (2007).

Santos Arévalo, F.-J.

F.-J. Santos Arévalo, I. Gómez Martínez, L. Agulló García, M. T. Reina Maldonado, and M. García León, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 354 (2015).
[Crossref]

Schulze-König, T.

H.-A. Synal, T. Schulze-König, M. Seiler, M. Suter, and L. Wacker, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 294, 349 (2013).
[Crossref]

T. Schulze-König, S. R. Dueker, J. Giacomo, M. Suter, J. S. Vogel, and H.-A. Synal, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 268, 891 (2010).
[Crossref]

Seiler, M.

H.-A. Synal, T. Schulze-König, M. Seiler, M. Suter, and L. Wacker, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 294, 349 (2013).
[Crossref]

Southon, J.

S. Lehman, J. Miller, C. Wolak, J. Southon, P. Tans, S. Montzka, C. Sweeney, A. Andrews, B. LaFranchi, T. Guilderson, and J. Turnbull, Radiocarbon 55, 1484 (2013).
[Crossref]

Stocker, M.

H.-A. Synal, M. Stocker, and M. Suter, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 259, 7 (2007).
[Crossref]

Suter, M.

H.-A. Synal, T. Schulze-König, M. Seiler, M. Suter, and L. Wacker, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 294, 349 (2013).
[Crossref]

T. Schulze-König, S. R. Dueker, J. Giacomo, M. Suter, J. S. Vogel, and H.-A. Synal, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 268, 891 (2010).
[Crossref]

H.-A. Synal, M. Stocker, and M. Suter, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 259, 7 (2007).
[Crossref]

Sweeney, C.

S. Lehman, J. Miller, C. Wolak, J. Southon, P. Tans, S. Montzka, C. Sweeney, A. Andrews, B. LaFranchi, T. Guilderson, and J. Turnbull, Radiocarbon 55, 1484 (2013).
[Crossref]

Synal, H.-A.

E. Bard, T. Tuna, Y. Fagault, L. Bonvalot, L. Wacker, S. Fahrni, and H.-A. Synal, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 80 (2015).
[Crossref]

H.-A. Synal, T. Schulze-König, M. Seiler, M. Suter, and L. Wacker, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 294, 349 (2013).
[Crossref]

H.-A. Synal, Int. J. Mass Spectrom. 349–350, 192 (2013).
[Crossref]

T. Schulze-König, S. R. Dueker, J. Giacomo, M. Suter, J. S. Vogel, and H.-A. Synal, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 268, 891 (2010).
[Crossref]

H.-A. Synal, M. Stocker, and M. Suter, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 259, 7 (2007).
[Crossref]

Szidat, S.

J. Mohn, S. Szidat, J. Fellner, H. Rechberger, R. Quartier, B. Buchmann, and L. Emmenegger, Bioresour. Technol. 99, 6471 (2008).
[Crossref]

Tamassia, F.

I. Galli, P. Cancio, G. Di Lonardo, L. Fusina, G. Giusfredi, D. Mazzotti, F. Tamassia, and P. De Natale, Mol. Phys. 109, 2267 (2011).
[Crossref]

Tans, P.

S. Lehman, J. Miller, C. Wolak, J. Southon, P. Tans, S. Montzka, C. Sweeney, A. Andrews, B. LaFranchi, T. Guilderson, and J. Turnbull, Radiocarbon 55, 1484 (2013).
[Crossref]

Tennyson, J.

O. L. Polyansky, K. Bielska, M. Ghysels, L. Lodi, N. F. Zobov, J. T. Hodges, and J. Tennyson, Phys. Rev. Lett. 114, 243001 (2015).
[Crossref]

J. Tennyson, Department of Physics and Astronomy, University College London, UK (Personal communication, 2015).

Tormonen, K.

K. Hämäläinen, H. Jungner, O. Antson, J. Räsänen, K. Tormonen, and J. Roine, Radiocarbon 49, 325 (2007).

Tuna, T.

E. Bard, T. Tuna, Y. Fagault, L. Bonvalot, L. Wacker, S. Fahrni, and H.-A. Synal, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 80 (2015).
[Crossref]

Turnbull, J.

S. Lehman, J. Miller, C. Wolak, J. Southon, P. Tans, S. Montzka, C. Sweeney, A. Andrews, B. LaFranchi, T. Guilderson, and J. Turnbull, Radiocarbon 55, 1484 (2013).
[Crossref]

Turteltaub, K.

A. D. McCartt, T. Ognibene, G. Bench, and K. Turteltaub, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 277 (2015).
[Crossref]

Vainio, M.

Vogel, J. S.

T. Schulze-König, S. R. Dueker, J. Giacomo, M. Suter, J. S. Vogel, and H.-A. Synal, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 268, 891 (2010).
[Crossref]

Wacker, L.

E. Bard, T. Tuna, Y. Fagault, L. Bonvalot, L. Wacker, S. Fahrni, and H.-A. Synal, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 80 (2015).
[Crossref]

H.-A. Synal, T. Schulze-König, M. Seiler, M. Suter, and L. Wacker, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 294, 349 (2013).
[Crossref]

Wolak, C.

S. Lehman, J. Miller, C. Wolak, J. Southon, P. Tans, S. Montzka, C. Sweeney, A. Andrews, B. LaFranchi, T. Guilderson, and J. Turnbull, Radiocarbon 55, 1484 (2013).
[Crossref]

Zare, R. N.

R. N. Zare, Nature 482, 312 (2012).
[Crossref]

Zhao, X.-L.

A. E. Litherland, X.-L. Zhao, and W. E. Kieser, Mass Spectrom. Rev. 30, 1037 (2011).
[Crossref]

Zobov, N. F.

O. L. Polyansky, K. Bielska, M. Ghysels, L. Lodi, N. F. Zobov, J. T. Hodges, and J. Tennyson, Phys. Rev. Lett. 114, 243001 (2015).
[Crossref]

Appl. Phys. B (1)

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

Atmos. Chem. Phys. (1)

H. D. Graven and N. Gruber, Atmos. Chem. Phys. 11, 12339 (2011).
[Crossref]

Bioresour. Technol. (1)

J. Mohn, S. Szidat, J. Fellner, H. Rechberger, R. Quartier, B. Buchmann, and L. Emmenegger, Bioresour. Technol. 99, 6471 (2008).
[Crossref]

Int. J. Mass Spectrom. (2)

H.-A. Synal, Int. J. Mass Spectrom. 349–350, 192 (2013).
[Crossref]

W. Kutschera, Int. J. Mass Spectrom. 349–350, 203 (2013).
[Crossref]

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

Mass Spectrom. Rev. (1)

A. E. Litherland, X.-L. Zhao, and W. E. Kieser, Mass Spectrom. Rev. 30, 1037 (2011).
[Crossref]

Mol. Phys. (1)

I. Galli, P. Cancio, G. Di Lonardo, L. Fusina, G. Giusfredi, D. Mazzotti, F. Tamassia, and P. De Natale, Mol. Phys. 109, 2267 (2011).
[Crossref]

Nature (1)

R. N. Zare, Nature 482, 312 (2012).
[Crossref]

Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B (6)

H.-A. Synal, M. Stocker, and M. Suter, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 259, 7 (2007).
[Crossref]

T. Schulze-König, S. R. Dueker, J. Giacomo, M. Suter, J. S. Vogel, and H.-A. Synal, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 268, 891 (2010).
[Crossref]

H.-A. Synal, T. Schulze-König, M. Seiler, M. Suter, and L. Wacker, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 294, 349 (2013).
[Crossref]

E. Bard, T. Tuna, Y. Fagault, L. Bonvalot, L. Wacker, S. Fahrni, and H.-A. Synal, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 80 (2015).
[Crossref]

F.-J. Santos Arévalo, I. Gómez Martínez, L. Agulló García, M. T. Reina Maldonado, and M. García León, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 354 (2015).
[Crossref]

A. D. McCartt, T. Ognibene, G. Bench, and K. Turteltaub, Nucl. Instrum. Methods Phys. Res. Sect. B 361, 277 (2015).
[Crossref]

Opt. Lett. (2)

Opt. Photon. News (1)

D. Mazzotti, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, I. Galli, G. Giusfredi, and P. De Natale, Opt. Photon. News 23(12), 52 (2012).
[Crossref]

Phys. Rev. Lett. (3)

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

O. L. Polyansky, K. Bielska, M. Ghysels, L. Lodi, N. F. Zobov, J. T. Hodges, and J. Tennyson, Phys. Rev. Lett. 114, 243001 (2015).
[Crossref]

G. Giusfredi, S. Bartalini, S. Borri, P. Cancio, I. Galli, D. Mazzotti, and P. De Natale, Phys. Rev. Lett. 104, 110801 (2010).
[Crossref]

Radiocarbon (4)

K. Hämäläinen, H. Jungner, O. Antson, J. Räsänen, K. Tormonen, and J. Roine, Radiocarbon 49, 325 (2007).

S. W. L. Palstra and H. A. J. Meijer, Radiocarbon 56, 7 (2014).
[Crossref]

I. Galli, S. Bartalini, P. Cancio, P. De Natale, D. Mazzotti, G. Giusfredi, M. E. Fedi, and P. A. Mandò, Radiocarbon 55, 213 (2013).
[Crossref]

S. Lehman, J. Miller, C. Wolak, J. Southon, P. Tans, S. Montzka, C. Sweeney, A. Andrews, B. LaFranchi, T. Guilderson, and J. Turnbull, Radiocarbon 55, 1484 (2013).
[Crossref]

Science (1)

J. R. Arnold and W. F. Libby, Science 113, 111 (1951).
[Crossref]

Other (3)

J. Tennyson, Department of Physics and Astronomy, University College London, UK (Personal communication, 2015).

G. Giusfredi, I. Galli, P. Cancio, D. Mazzotti, and P. De Natale, “Apparatus and method for measuring the concentration of trace gases by SCAR spectroscopy,” PCT ApplicationWO/2014/170828 (October23, 2014).

P. Cancio, P. De Natale, I. Galli, G. Giusfredi, and D. Mazzotti, “Apparato per la misura di concentrazione di gas in tracce mediante la spettroscopia SCAR,” Italian patent0001417063 (October16, 2014).

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.

Schematic of the experimental setup.

Fig. 2.
Fig. 2.

SCAR spectrum measurement (with 11 min averaging time) of the ( 00 0 1 00 0 0 ) P(20) transition of C 14 16 O 2 at 2209.1077    cm 1 , fitted together with the ( 01 1 1 01 1 0 ) Q(12)e interfering transition of N 14 2 16 O at 2209.1144    cm 1 .

Fig. 3.
Fig. 3.

Average spectral area measured over 10 runs.

Metrics