We report on the fabrication and operation of quantum cascade ring lasers providing grating-coupled surface emission. The devices exhibit tunable far fields, ranging from spot- to ring-shaped symmetric beam cross sections, depending on the grating period. This—along with threshold current densities as low as for comparable Fabry–Pérot lasers—demonstrates the compatibility of reduced beam divergence and two-dimensional integrability, resulting in an attractive light source for applications in midinfrared spectroscopy and imaging.

1.
J.
Faist
,
F.
Capasso
,
D. L.
Sivco
,
C.
Sirtori
,
A. L.
Hutchinson
, and
A. Y.
Cho
,
Science
264
,
553
(
1994
).
2.
M.
Beck
,
D.
Hofstetter
,
T.
Aellen
,
J.
Faist
,
U.
Oesterle
,
M.
Illegems
,
E.
Gini
, and
H.
Melchior
,
Science
295
,
5553
(
2002
).
3.
L.
Diehl
,
D.
Bour
,
S.
Corzine
,
J.
Zhu
,
G.
Höfler
,
M.
Lončar
,
M.
Troccoli
, and
F.
Capasso
,
Appl. Phys. Lett.
89
,
081101
(
2006
).
4.
Y.
Bai
,
S. R.
Darvish
,
S.
Slivken
,
W.
Zhang
,
A.
Evans
,
J.
Nguyen
, and
M.
Razeghi
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
101105
(
2008
).
5.
B. G.
Lee
,
M. A.
Belkin
,
R.
Audet
,
J.
MacArthur
,
L.
Diehl
,
C.
Pflügl
,
F.
Capasso
,
D. C.
Oakley
,
D.
Chapman
,
A.
Napoleone
,
D.
Bour
,
S.
Corzine
,
G.
Höfler
, and
J.
Faist
,
Appl. Phys. Lett.
91
,
231101
(
2007
).
6.
R.
Maulini
,
A.
Mohan
,
M.
Giovannini
,
J.
Faist
, and
E.
Gini
,
Appl. Phys. Lett.
88
,
201113
(
2006
).
7.
A. A.
Kosterev
and
F. K.
Tittel
,
IEEE J. Quantum Electron.
38
,
582
(
2002
).
8.
B.
Guo
,
Y.
Wang
,
C.
Peng
,
H. L.
Zhang
,
G. P.
Luo
,
H. Q.
Le
,
C.
Gmachl
,
D. L.
Sivco
,
M. L.
Peabody
, and
A. Y.
Cho
,
Opt. Express
12
,
208
(
2004
).
9.
D.
Hofstetter
,
J.
Faist
,
M.
Beck
, and
U.
Oesterle
,
Appl. Phys. Lett.
75
,
3769
(
1999
).
10.
W.
Schrenk
,
N.
Finger
,
S.
Gianordoli
,
L.
Hvozdara
,
G.
Strasser
, and
E.
Gornik
,
Appl. Phys. Lett.
77
,
2086
(
2000
).
11.
C.
Pflügl
,
M.
Austerer
,
W.
Schrenk
,
S.
Golka
,
G.
Strasser
,
R. P.
Green
,
L. R.
Wilson
,
J. W.
Cockburn
,
A. B.
Krysa
, and
J. S.
Roberts
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
211102
(
2005
).
12.
R.
Colombelli
,
K.
Srinivasan
,
M.
Troccoli
,
O.
Painter
,
C.
Gmachl
,
D. M.
Tennant
,
A. M.
Sergent
,
D. I.
Sivco
,
A. Y.
Cho
, and
F.
Capasso
,
Science
302
,
1374
(
2003
).
13.
D. D.
Nelson
,
J. B.
McManus
,
S. C.
Herndon
,
J. H.
Shorter
,
M. S.
Zahniser
,
S.
Blaser
,
L.
Hvozdara
,
A.
Muller
,
M.
Giovannini
, and
J.
Faist
,
Opt. Lett.
31
,
2012
(
2006
).
14.
M. P.
Semtsiv
,
M.
Ziegler
,
S.
Dressler
,
W. T.
Masselink
,
N.
Georgiev
,
T.
Dekorsy
, and
M.
Helm
,
Appl. Phys. Lett.
85
,
1478
(
2004
).
15.
J.
Faist
,
C.
Gmachl
,
M.
Striccoli
,
C.
Sirtori
,
F.
Capasso
,
D. L.
Sivco
, and
A. Y.
Cho
,
Appl. Phys. Lett.
69
,
2456
(
1996
).
16.
C.
Gmachl
,
J.
Faist
,
F.
Capasso
,
C.
Sirtori
,
D. L.
Sivco
, and
A. Y.
Cho
,
IEEE J. Quantum Electron.
33
,
1567
(
1997
).
17.
S.
Anders
,
V.
Tamosiunas
,
W.
Schrenk
, and
G.
Strasser
,
Phys. Rev. B
69
,
073309
(
2004
).
You do not currently have access to this content.