We demonstrate tapered quantum cascade lasers monolithically integrated with a distributed Bragg reflector acting as both a wavelength-selective back mirror and a transverse mode filter. Each of the 14 devices operates at a different wavelength between 9.2 and 9.7 μm, where nine devices feature single-mode operation at peak powers between 0.3 and 1.6 W at room temperature. High output power and excellent beam quality with peak brightness values up to 1.6 MW cm−2 sr−1 render these two-terminal devices highly suitable for stand-off spectroscopy applications.

1.
J.
Faist
,
F.
Capasso
,
D. L.
Sivco
,
C.
Sirtori
,
A. L.
Hutchinson
, and
A. Y.
Cho
,
Science
264
,
553
556
(
1994
).
2.
C.
Gmachl
,
F.
Capasso
,
D. L.
Sivco
, and
A. Y.
Cho
,
Rep. Prog. Phys.
64
(
11
),
1533
(
2001
).
3.
Y.
Yao
,
A. J.
Hoffman
, and
C.
Gmachl
,
Nat. Photonics
6
,
432
(
2012
).
4.
K.
Degreif
,
S.
Rademacher
,
P.
Dasheva
,
F.
Fuchs
,
S.
Hugger
,
F.
Schnürer
, and
W.
Schweikert
,
Proc. SPIE
7945
,
79450P
(
2011
).
5.
For a review on external cavity QCLs, see
A.
Hugi
,
R.
Maulini
, and
J.
Faist
,
Semicond. Sci. Technol.
25
,
083001
(
2010
).
6.
B. G.
Lee
,
M. A.
Belkin
,
C.
Pflügl
,
L.
Diehl
,
H. A.
Zhang
,
R. M.
Audet
,
J.
MacArthur
,
D. P.
Bour
,
S. W.
Corzine
,
G. E.
Höfler
, and
F.
Capasso
,
IEEE J. Quantum Electron.
45
,
554
(
2009
).
7.
E.
Mujagic
,
C.
Schwarzer
,
Y.
Yao
,
J.
Chen
,
C.
Gmachl
, and
G.
Strasser
,
Appl. Phys. Lett.
98
,
141101
(
2011
).
8.
P.
Rauter
,
S.
Menzel
,
A. K.
Goyal
,
B.
Gokden
,
C. A.
Wang
,
A.
Sanchez
,
G.
Turner
, and
F.
Capasso
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
261117
(
2012
).
9.
P.
Rauter
,
S.
Menzel
,
A. K.
Goyal
,
C. A.
Wang
,
A.
Sanchez
,
G.
Turner
, and
F.
Capasso
,
Opt. Express
21
,
4518
(
2013
).
10.
T.
Mansuripur
,
S.
Menzel
,
R.
Blanchard
,
L.
Diehl
,
C.
Pflugl
,
Y.
Huang
,
J. H.
Ryou
,
R. D.
Dupuis
,
M.
Loncar
, and
F.
Capasso
,
Opt. Express
20
,
23339
(
2012
).
11.
S.
Slivken
,
N.
Bandyopadhyay
,
S.
Tsao
,
S.
Nida
,
Y.
Bai
,
Q. Y.
Lu
, and
M.
Razeghi
,
Appl. Phys. Lett.
100
,
261112
(
2012
).
12.
P.
Fuchs
,
J.
Seufert
,
J.
Koeth
,
J.
Semmel
,
S.
Hofling
,
L.
Worschech
, and
A.
Forchel
,
Appl. Phys. Lett.
97
,
181111
(
2010
).
13.
Y.
Bai
,
S.
Slivken
,
N.
Bandyopadhyay
, and
M.
Razeghi
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
081106
(
2012
).
14.
B.
Gokden
,
T. S.
Mansuripur
,
R.
Blanchard
,
C.
Wang
,
A.
Goyal
,
A.
Sanchez-Rubio
,
G.
Turner
, and
F.
Capasso
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
53503
(
2013
).
15.
C. A.
Wang
,
A. K.
Goyal
,
S.
Menzel
,
D. R.
Calawa
,
M.
Spencer
,
M. K.
Connors
,
D.
McNulty
,
A.
Sanchez
,
G. W.
Turner
, and
F.
Capasso
,
J. Cryst. Growth
370
,
212
(
2013
).
16.
B.
Sumpf
,
K.-H.
Hasler
,
P.
Adamiec
,
F.
Bugge
,
F.
Dittmar
,
J.
Fricke
,
H.
Wenzel
,
M.
Zorn
,
G.
Erbert
, and
G.
Tränkle
,
IEEE J. Sel. Top. Quantum
15
,
1009
(
2009
).
17.
L.
Nahle
,
J.
Semmel
,
W.
Kaiser
,
S.
Hofling
, and
A.
Forchel
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
181122
(
2007
).
18.
A.
Wittmann
,
T.
Gresch
,
E.
Gini
,
L.
Hvozdara
,
N.
Hoyler
,
M.
Giovannini
, and
J.
Faist
,
IEEE J. Quantum Electron.
44
,
36
(
2008
).
19.
For a review article on tapered diode lasers, see
J. N.
Walpole
,
Opt. Quantum Electron.
28
,
623
(
1996
).
20.
B. G.
Lee
,
M. A.
Belkin
,
R.
Audet
,
J.
MacArthur
,
L.
Diehl
,
C.
Pflügl
, and
F.
Capasso
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
231101
(
2007
).
You do not currently have access to this content.