J. Physique Lett. 42, 31-34 (1981)
DOI: 10.1051/jphyslet:0198100420203100

Heterodyne detection of phase-conjugate emission in an Ar discharge with a low-power c.w. laser

D. Bloch, R.K. Raj, J.J. Snyder et M. Ducloy

Laboratoire de Physique des Lasers, Université Paris-Nord, 93430 Villetaneuse, France

Abstract
We report the observation of nearly degenerate four-wave mixing in Ar gas discharges at 867 nm (transition 1s3-2p7) using a low power c.w. laser. The weak phase-conjugate emission has been observed by means of a heterodyne detection technique at 30 MHz. This experimental scheme should be able to yield ultimate shot-noise limited signals, and thus could be used as a sensitive tool for phase-conjugation studies.

Résumé
Nous décrivons une expérience de mélange à quatre ondes (quasi dégénéré), réalisée dans une décharge d'argon avec un laser continu de faible puissance, à 867 nm (transition 1s3-2p7). L'émission conjuguée, de faible intensité, a été déteetée par une technique de battement hétérodyne à 30 MHz. Ce genre de montage permet en principe d'atteindre la sensibilité ultime liée au bruit de photons et se révèle donc partieulièrement adapté aux études sur la conjugaison de phase requiérant une grande sensibilité.

PACS
3280B - Atomic level crossing, optical pumping, population inversion, stimulated emission.
4255F - Inert gas lasers.
4265C - Stimulated Raman scattering and spectra: CARS: stimulated Brillouin and stimulated Rayleigh scattering and spectra.
4265F - Optical phase conjugation.
5280 - Electric discharges.

Key words
argon -- demodulation -- discharges electric -- optical phase conjugation -- optical pumping -- nearly degenerate four wave mixing -- Ar gas discharges -- 867 nm -- low power CW laser -- weak phase conjugate emission -- heterodyne detection -- 30 MHz -- shot noise limited signals