The design and implementation of a short-wavelength quantum-cascade laser based on the strain-compensated In0.73Ga0.27AsIn0.55Al0.45AsAlAs heterosystem on InP is described. Lasers with a reduced level of doping in the active region require a larger bias voltage and emit at shorter wavelength; the emission wavelength is 3.05μm at T80K. The lasers operate up to T150K and electroluminescence persists up to room temperature, where the peak position is close to 3.3μm. The short-wavelength limit of such lasers is evaluated based on the dependence of their maximum operation temperatures and on the probable energies of the indirect valleys in the active region.

1.
J.
Faist
,
F.
Capasso
,
D. L.
Sivco
,
A. L.
Hutchinson
,
S.-N. G.
Chu
, and
A. Y.
Cho
,
Appl. Phys. Lett.
72
,
680
(
1998
).
2.
M. P.
Semtsiv
,
M.
Wienold
,
S.
Dressler
, and
W. T.
Masselink
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
211124
(
2006
).
3.
Q.
Yang
,
Ch.
Manz
,
W.
Bronner
,
K.
Köhler
, and
J.
Wagner
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
121127
(
2006
);
D. G.
Revin
,
J. W.
Cockburn
,
M. J.
Steer
,
R. J.
Airey
,
M.
Hopkinson
,
A. B.
Krysa
,
L. R.
Wilson
, and
S.
Menzel
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
021108
(
2007
).
4.
J.
Devenson
,
D.
Barate
,
O.
Cathabard
,
R.
Teissier
, and
A. N.
Baranov
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
191115
(
2006
).
5.
J.
Devenson
,
R.
Teissier
,
D.
Barate
,
O.
Cathabard
, and
A. N.
Baranov
,
Appl. Phys. Lett.
(in press).
6.
W. T.
Masselink
,
M. P.
Semtsiv
,
S.
Dressler
,
M.
Ziegler
,
N.
Georgiev
,
T.
Dekorsy
, and
M.
Helm
,
Proc. SPIE
5738
,
13
(
2005
).
7.
L. R.
Wilson
,
J. W.
Cockburn
,
M. J.
Steer
,
D. A.
Carder
,
M. S.
Skolnick
,
M.
Hopkinson
, and
G.
Hill
,
Appl. Phys. Lett.
78
,
413
(
2001
).
8.
L. R.
Wilson
,
D. A.
Carder
,
J. W.
Cockburn
,
R. P.
Green
,
D. G.
Revin
,
M. J.
Steer
,
M.
Hopkinson
,
G.
Hill
, and
R.
Airey
,
Appl. Phys. Lett.
81
,
1378
(
2002
).
9.
J.
Faist
,
D.
Hofstetter
,
M.
Beck
,
T.
Aellen
,
M.
Rochat
, and
S.
Blaser
,
IEEE J. Quantum Electron.
38
,
533
(
2002
).
10.
M. P.
Semtsiv
,
S.
Dressler
,
W. T.
Masselink
,
G.
Fedorov
, and
D.
Smirnov
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
171105
(
2006
).
11.
J.
Faist
,
F.
Capasso
,
C.
Sirtori
,
D. L.
Sivco
,
A. L.
Hutchinson
, and
A. Y.
Cho
,
Nature (London)
387
,
777
(
1997
).
12.
C.
Gmachl
,
A.
Tredicucci
,
D. L.
Sivco
,
A. L.
Hutchinson
,
F.
Capasso
, and
A. Y.
Cho
,
Science
286
,
749
(
1999
).
13.
M.
Giehler
,
R.
Hey
,
H.
Kostial
,
S.
Cronenberg
,
T.
Ohtsuka
,
L.
Schrottke
, and
H. T.
Grahn
,
Appl. Phys. Lett.
82
,
671
(
2003
).
14.
T.
Aellen
,
M.
Beck
,
N.
Hoyler
,
M.
Giovannini
,
J.
Faist
, and
E.
Gini
,
J. Appl. Phys.
100
,
043101
(
2006
).
15.
M. P.
Semtsiv
,
M.
Ziegler
,
S.
Dressler
,
W. T.
Masselink
,
N.
Georgiev
,
T.
Dekorsy
, and
M.
Helm
,
Appl. Phys. Lett.
85
,
1478
(
2004
).
16.
M. P.
Semtsiv
,
S.
Dressler
, and
W. T.
Masselink
,
IEEE J. Quantum Electron.
43
,
42
(
2007
).
17.
M. P.
Semtsiv
,
S.
Dressler
,
U.
Müller
,
St.
Knigge
,
M.
Ziegler
, and
W. T.
Masselink
,
IEEE J. Quantum Electron.
42
,
490
(
2006
).
18.
I.
Vurgaftman
,
J. R.
Meyer
, and
L. R.
Ram-Mohan
,
J. Appl. Phys.
89
,
5815
(
2001
).
19.
C. G.
Van de Walle
,
Phys. Rev. B
39
,
1871
(
1989
).
20.
M.
Wienold
,
M. P.
Semtsiv
,
S.
Dressler
, and
W. T.
Masselink
(unpublished).
You do not currently have access to this content.