In this work, single-mode distributed feedback (DFB) interband cascade laser (ICL) devices with record short wavelength emission below 2.8 μm are presented. Pulsed measurements based on broad area laser devices with a cavity of 2 mm length and 150 μm width showed threshold current densities of 383 A/cm2 at T = 20 °C and a characteristic temperature T0 of 67 K. Fabricated DFB devices were operated in continuous wave mode at room temperature, with threshold currents of 57 mA and demonstrated side mode suppression ratios of larger than 25 dB. The devices showed current tuning ranges of 7 nm and total (including drive current and temperature) tuning ranges of 12 nm, with respective tuning rates of 21 nm/W, 0.13 nm/mA and 0.29 nm/K. Using the full spectral gain bandwidth of the underlying ICL material, single-mode DFB emission was observed within a wavelength range of 150 nm utilizing different DFB grating periods.

1.
I.
Vurgaftman
,
W. W.
Bewley
,
C. L.
Canedy
,
C. S.
Kim
,
M.
Kim
,
C. D.
Merritt
,
J.
Abell
, and
J. R.
Meyer
,
IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.
19
,
1200210
(
2013
).
2.
J. H.
Miller
,
Y. A.
Bakhirkin
,
T.
Ajtai
,
F. K.
Tittel
,
C. J.
Hill
, and
R. Q.
Yang
,
Appl. Phys. B
85
,
391
(
2006
).
3.
S.
Lundqvist
,
P.
Kluczynski
,
R.
Weih
,
M. v.
Edlinger
,
L.
Nähle
,
M.
Fischer
,
A.
Bauer
,
S.
Höfling
, and
J.
Koeth
,
Appl. Opt.
51
,
6009
(
2012
).
4.
P.
Kluczynski
and
S.
Lundqvist
, U.S. patent application No. 13/901,260 (23 May 2013).
5.
G.
Wysocki
,
Y.
Bakhirkin
,
S.
So
,
F. K.
Tittel
,
C. J.
Hill
,
R. Q.
Yang
, and
M. P.
Fraser
,
Appl. Opt.
46
,
8202
(
2007
).
6.
A.
Bauer
,
K.
Rößner
,
T.
Lehnhardt
,
M.
Kamp
,
S.
Höfling
,
L.
Worschech
, and
A.
Forchel
,
Semicond. Sci. Technol.
26
,
014032
(
2011
).
7.
K.
Vizbaras
and
M. C.
Amann
,
Semicond. Sci. Technol.
27
,
032001
(
2012
).
8.
L.
Shterengas
,
R.
Liang
,
G.
Kipshidze
,
T.
Hosoda
,
S.
Suchalkin
, and
G.
Belenky
,
Appl. Phys. Lett.
103
,
121108
(
2013
).
9.
L.
Shterengas
,
R.
Liang
,
G.
Kipshidze
,
T.
Hosoda
,
G.
Belenky
,
S. S.
Bowman
, and
R. L.
Tober
,
Appl. Phys. Lett.
105
,
161112
(
2014
).
10.
Y.
Jiang
,
L.
Li
,
R. Q.
Yang
,
J. A.
Gupta
,
G. C.
Aers
,
E.
Dupont
,
J. M.
Baribeau
,
X.
Wu
, and
M. B.
Johnson
,
Appl. Phys. Lett.
106
,
041117
(
2015
).
11.
T.
Lehnhardt
,
M.
Hümmer
,
K.
Rößner
,
M.
Müller
,
S.
Höfling
, and
A.
Forchel
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
183508
(
2008
).
12.
N.
Bandyopadhyay
,
Y.
Bai
,
S.
Tsao
,
S.
Nida
,
S.
Slivken
, and
M.
Razeghi
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
241110
(
2012
).
13.
I.
Vurgaftman
,
R.
Weih
,
M.
Kamp
,
J. R.
Meyer
,
C. L.
Canedy
,
C. S.
Kim
,
M.
Kim
,
W. W.
Bewley
,
C. D.
Merritt
,
J.
Abell
, and
S.
Höfling
,
J. Phys. D: Appl. Phys.
48
,
123001
(
2015
).
14.
G.
Ryu
,
A. N.
Chryssis
,
J.
Amirloo
,
S.
Saini
,
F. J.
Towner
, and
M.
Dagenais
,
IEEE Photonics J.
4
,
133
142
(
2012
).
15.
R.
Weih
,
M.
Kamp
, and
S.
Höfling
,
Appl. Phys. Lett.
102
,
231123
(
2013
).
16.
B.
Hinkov
,
A.
Bismuto
,
Y.
Bonetti
,
M.
Beck
,
S.
Blaser
, and
J.
Faist
,
Electron. Lett.
48
,
646
(
2012
).
17.
C. S.
Kim
,
M.
Kim
,
J.
Abell
,
W. W.
Bewley
,
C. D.
Merritt
,
C. L.
Canedy
,
I.
Vurgaftman
, and
J. R.
Meyer
,
Appl. Phys. Lett.
101
,
061104
(
2012
).
18.
C. S.
Kim
,
M.
Kim
,
W. W.
Bewley
,
J. R.
Lindle
,
C. L.
Canedy
,
J.
Abell
,
I.
Vurgaftman
, and
J. R.
Meyer
,
Appl. Phys. Lett.
95
,
231103
(
2009
).
19.
M.
von Edlinger
,
J.
Scheuermann
,
R.
Weih
,
C.
Zimmermann
,
L.
Nähle
,
M.
Fischer
,
J.
Koeth
,
S.
Höfling
, and
M.
Kamp
,
IEEE Photonics Technol. Lett.
26
,
480
(
2014
).
20.
R.
Weih
,
L.
Nähle
,
S.
Höfling
,
J.
Koeth
, and
M.
Kamp
,
Appl. Phys. Lett.
105
,
071111
(
2014
).
21.
C. L.
Canedy
,
W. W.
Bewley
,
J. R.
Lindle
,
J. A.
Nolde
,
D. C.
Larrabee
,
C. S.
Kim
,
M.
Kim
,
I.
Vurgaftman
, and
J. R.
Meyer
,
J. Electron. Mater.
37
,
1780
(
2008
).
22.
C. L.
Canedy
,
J.
Abell
,
C. D.
Merritt
,
W. W.
Bewley
,
C. S.
Kim
,
M.
Kim
,
I.
Vurgaftman
, and
J. R.
Meyer
,
Opt. Express
22
,
7702
(
2014
).
23.
I.
Vurgaftman
,
W. W.
Bewley
,
C. L.
Canedy
,
C. S.
Kim
,
M.
Kim
,
C. D.
Merritt
,
J.
Abell
,
J. R.
Lindle
, and
J. R.
Meyer
,
Nat. Commun.
2
,
585
(
2011
).
24.
Y. B.
Wang
,
Y.
Xu
,
Y.
Zhang
,
G. F.
Song
, and
L. H.
Chen
,
J. Phys. D
45
,
505109
(
2012
).
25.
I.
Vurgaftman
,
W. W.
Bewley
,
C. D.
Merritt
,
C. L.
Canedy
,
C. S.
Kim
,
J.
Abell
,
J. R.
Meyer
, and
M.
Kim
,
Proc. SPIE
8268
,
82681F
(
2012
).
26.
M.
Hümmer
,
K.
Rößner
,
T.
Lehnhardt
,
M.
Müller
,
A.
Forchel
,
R.
Werner
,
M.
Fischer
, and
J.
Koeth
,
Electron. Lett.
42
,
583
(
2006
).
27.
M.
Razeghi
,
N.
Bandyopadhyay
,
Y.
Bai
,
Q.
Lu
, and
S.
Slivken
,
Opt. Mater. Express
3
,
1872
(
2013
).
28.
P.
Laffaille
,
J. C.
Moreno
,
R.
Teissier
,
M.
Bahriz
, and
A. N.
Baranov
,
AIP Adv.
2
,
022119
(
2012
).
You do not currently have access to this content.