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.
REFERENCES
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
).21.
G.
Hatakoshi
, Opt. Rev.
10
, 307
(2003
).© 2013 AIP Publishing LLC.
2013
AIP Publishing LLC
You do not currently have access to this content.