Midinfrared quantum cascade lasers with monolithically integrated Y-junctions are investigated. Two different emission wavelengths of 10.5 and 4.2μm were realized in two different material systems, lattice-matched GaAsAlGaAs on GaAs and strain-compensated InGaAsInAlAsAlAs on InP. With identical Y-junction dimensions, phase locking is observed in both structures. In GaAs based devices, fundamental lateral modes are present in the coupled waveguides, which are coherently synchronized at the Y-junction. In InP based devices, modes of higher order are excited, which originate from coupling. The generation of multiple modes yields an out-of-phase fraction which reduces the level of coherence.

1.
F. K.
Tittel
,
D.
Richter
, and
A.
Fried
,
Top. Appl. Phys.
89
,
445
(
2003
).
2.
J.
Wagner
,
C.
Mann
,
M.
Rattunde
, and
G.
Weimann
,
Appl. Phys. A
78
,
505
(
2004
).
3.
A. A.
Kosterev
and
F. K.
Tittel
,
IEEE J. Quantum Electron.
38
,
6
(
2002
).
4.
Y. A.
Bakhirkin
,
A. A.
Kosterev
,
R. F.
Curl
,
F. K.
Tittel
,
D. A.
Yarekha
,
L.
Hvozdara
,
M.
Giovannini
, and
J.
Faist
,
Appl. Phys. B: Lasers Opt.
82
,
149
(
2006
).
5.
M.
Lackner
,
Ch.
Forsich
,
F.
Winter
,
S.
Anders
, and
G.
Strasser
,
Opt. Commun.
216
,
4
(
2003
).
6.
S.
Schaden
,
A.
Domínguez-Vidal
, and
B.
Lendl
,
Appl. Phys. B: Lasers Opt.
86
,
347
(
2007
).
7.
G.
Wysocki
,
R. F.
Curl
,
F. K.
Tittel
,
R.
Maulini
,
J. M.
Bulliard
, and
J.
Faist
,
Appl. Phys. B: Lasers Opt.
81
,
769
(
2005
).
8.
L.
Diehl
,
D.
Bour
,
S.
Corzine
,
J.
Zhu
,
G.
Höfler
,
M.
Loncar
,
M.
Troccoli
, and
F.
Capasso
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
201115
(
2006
).
9.
J. S.
Yu
,
S.
Slivken
,
S. R.
Darvish
,
A.
Evans
,
B.
Gokden
, and
M.
Razeghi
,
Appl. Phys. Lett.
87
,
041104
(
2005
).
10.
J.
Devenson
,
R.
Teissier
,
O.
Cathabard
, and
A. N.
Baranov
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
111118
(
2007
).
11.
M. P.
Semtsiv
,
M.
Wienold
,
S.
Dressler
, and
W. T.
Masselink
,
Appl. Phys. Lett.
90
,
051111
(
2007
).
12.
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
).
13.
C.
Walther
,
G.
Scalari
,
J.
Faist
,
H.
Beere
, and
D.
Ritchie
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
231121
(
2006
).
14.
D. F.
Welch
,
P. S.
Cross
,
D. R.
Scifres
,
W.
Streifer
, and
R. D.
Burnham
,
Appl. Phys. Lett.
49
,
24
(
1986
).
15.
D.
Botez
,
IEE Proc.-J: Optoelectron.
139
,
1
(
1992
).
16.
L.
Hvozdara
,
A.
Lugstein
,
S.
Gianordoli
,
W.
Schrenk
,
G.
Strasser
,
K.
Unterrainer
,
E.
Bertagnolli
, and
E.
Gornik
,
Appl. Phys. Lett.
77
,
1077
(
2000
).
17.
M.
Schilling
,
W.
Idler
,
E.
Kuhn
,
G.
Laube
,
H.
Schweizer
,
K.
Wunstel
, and
O.
Hildebrand
,
IEEE J. Quantum Electron.
27
,
6
(
1991
).
18.
M.
Giehler
,
H.
Kostial
,
R.
Hey
, and
H. T.
Grahn
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
161102
(
2007
).
19.
L. K.
Hoffmann
,
C. A.
Hurni
,
S.
Schartner
,
M.
Austerer
,
E.
Mujagić
,
M.
Nobile
,
A.
Benz
,
W.
Schrenk
,
A. M.
Andrews
,
P.
Klang
, and
G.
Strasser
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
161106
(
2007
).
20.
C.
Pflügl
,
W.
Schrenk
,
S.
Anders
,
G.
Strasser
,
C.
Becker
,
C.
Sirtori
,
Y.
Bonetti
, and
A.
Muller
,
Appl. Phys. Lett.
83
,
4698
(
2003
).
21.
M. P.
Semtsiv
,
M.
Ziegler
,
S.
Dressler
,
W. T.
Masselink
,
N.
Georgiev
,
T.
Dekorsy
, and
M.
Helm
,
Appl. Phys. Lett.
85
,
1478
(
2004
).
You do not currently have access to this content.