We demonstrate laser frequency stabilization to excited state transitions using cascade electromagnetically induced transparency. Using a room temperature Rb vapor cell as a reference, we stabilize a first diode laser to the transition and a second laser to a transition from the intermediate state to a highly excited state with principal quantum number . A combined laser linewidth of over a time period is achieved. This method may be applied generally to any cascade system and allows laser stabilization to an atomic reference in the absence of a direct absorption signal.
REFERENCES
1.
J. L.
Hall
, Rev. Mod. Phys.
78
, 1279
(2006
).2.
B.
Cherón
, H.
Gilles
, J.
Hamel
, D.
Morau
, and H.
Sorel
, J. Phys. III
4
, 401
(1994
).3.
K. L.
Corwin
, Z. -T.
Lu
, C. F.
Hand
, R. J.
Epstein
, and C. E.
Wieman
, Appl. Opt.
37
, 3295
(1998
).4.
A.
Millett-Sikking
, I. G.
Hughes
, P.
Tierney
, and S. L.
Cornish
, J. Phys. B
40
, 187
(2007
).5.
M. L.
Harris
, S. L.
Cornish
, A.
Tripathi
, and I. G.
Hughes
, J. Phys. B
41
, 085401
(2008
).6.
T.
Petelski
, M.
Fattori
, G.
Lamporesi
, J.
Stuhler
, and G. M.
Tino
, Eur. Phys. J. D
22
, 279
(2003
).7.
G.
Wasik
, W.
Gawlik
, J.
Zachorowski
, and W.
Zawadzki
, Appl. Phys. B: Lasers Opt.
75
, 613
(2002
).8.
C. P.
Pearman
, C. S.
Adams
, S. G.
Cox
, P. F.
Griffin
, D. A.
Smith
, and I. G.
Hughes
, J. Phys. B
35
, 5141
(2002
).9.
N. P.
Robins
, B. J. J.
Slagmolen
, D. A.
Shaddock
, J. D.
Close
, and M. B.
Gray
, Opt. Lett.
27
, 1905
(2002
).10.
G.
Jundt
, G. T.
Purves
, C. S.
Adams
, and I. G.
Hughes
, Eur. Phys. J. D
27
, 273
(2003
).11.
G. C.
Bjorklund
, Opt. Lett.
5
, 15
(1980
).12.
J. H.
Shirley
, Opt. Lett.
7
, 537
(1982
).13.
J.
Zhang
, D.
Wei
, C.
Xie
, and K.
Peng
, Opt. Express
11
, 1338
(2003
).14.
D. J.
McCarron
, S. A.
King
, and S. L.
Cornish
, Meas. Sci. Technol.
19
, 105601
(2008
).15.
K. -J.
Boller
, A.
Imamoğlu
, and S. E.
Harris
, Phys. Rev. Lett.
66
, 2593
(1991
).16.
M.
Fleischhauer
, A.
Imamoğlu
, and J. P.
Marangos
, Rev. Mod. Phys.
77
, 633
(2005
).17.
S. C.
Bell
, D. M.
Heywood
, J. D.
White
, J. D.
Close
, and R. E.
Scholten
, Appl. Phys. Lett.
90
, 171120
(2007
).18.
D. V.
Sheludko
, S. C.
Bell
, R.
Anderson
, C. S.
Hofmann
, E. J. D.
Vredenbregt
, and R. E.
Scholten
, Phys. Rev. A
77
, 033401
(2008
).19.
P.
Bohlouli-Zanjani
, K.
Afrousheh
, and J. D. D.
Martin
, Rev. Sci. Instrum.
77
, 093105
(2006
).20.
T. F.
Gallagher
, Rydberg Atoms
(Cambridge University Press
, Cambridge, England
, 1994
).21.
A. K.
Mohapatra
, T. R.
Jackson
, and C. S.
Adams
, Phys. Rev. Lett.
98
, 113003
(2007
).22.
M. G.
Bason
, A. K.
Mohapatra
, K. J.
Weatherill
, and C. S.
Adams
, Phys. Rev. A
77
, 032305
(2008
).23.
K. J.
Weatherill
, J. D.
Pritchard
, R. P.
Abel
, M. G.
Bason
, A. K.
Mohapatra
, and C. S.
Adams
, J. Phys. B
41
, 201002
(2008
).24.
A. K.
Mohapatra
, M. G.
Bason
, B.
Butscher
, K. J.
Weatherill
, and C. S.
Adams
, Nat. Phys.
4
, 890
(2008
).25.
G. C.
Bjorklund
, M. D.
Levenson
, W.
Lenth
, and C.
Ortiz
, Appl. Phys. B: Lasers Opt.
32
, 145
(1983
).26.
R. W. P.
Drever
, J. L.
Hall
, F. V.
Kowalski
, J.
Hough
, G. M.
Ford
, A. J.
Munley
, and H.
Ward
, Appl. Phys. B: Photophys. Laser Chem.
31
, 97
(1983
).27.
A.
Pérez Galván
, D.
Sheng
, L. A.
Orozco
, and Y.
Zhao
, Can. J. Phys.
87
, 95
(2009
).© 2009 American Institute of Physics.
2009
American Institute of Physics
You do not currently have access to this content.