We describe the fabrication and operation of surface emitting second-order distributed feedback quantum cascade ring lasers. The devices exhibit single-mode emission at a wavelength of 3.95μm with a side mode suppression ratio of 25dB. A linear tuning coefficient of 0.13cm1K is observed. A single longitudinal mode in the ring shaped resonator results in a highly symmetric far-field pattern and a low beam divergence, represented by a full width at half maximum of 3°. Based on these characteristics the presented compact coherent light source may find its way into today’s midinfrared spectroscopy applications.

1.
J.
Faist
,
F.
Capasso
,
D. L.
Sivco
,
C.
Sirtori
,
A. L.
Hutchinson
, and
A. Y.
Cho
,
Science
264
,
553
(
1994
).
2.
C.
Gmachl
,
F.
Capasso
,
D. L.
Sivco
, and
A. Y.
Cho
,
Rep. Prog. Phys.
64
,
1533
(
2001
).
3.
A.
Lyakh
,
C.
Pflügl
,
L.
Diehl
,
Q. J.
Wang
,
F.
Capasso
,
X. J.
Wang
,
J. Y.
Fan
,
T.
Tanbun-Ek
,
R.
Maulini
,
A.
Tsekoun
,
R.
Go
, and
C. K. N.
Patel
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
111110
(
2008
).
4.
Y.
Bai
,
S. R.
Darvish
,
S.
Slivken
,
W.
Zhang
,
A.
Evans
,
J.
Nguyen
, and
M.
Razeghi
,
Appl. Phys. Lett.
92
,
101105
(
2008
).
5.
G.
Duxbury
,
N.
Langford
,
M. T.
McCulloch
, and
S.
Wright
,
Chem. Soc. Rev.
34
,
921
(
2005
).
6.
M. B.
Pushkarsky
,
I. G.
Dunayevskiy
,
M.
Prasanna
,
A. G.
Tsekoun
,
R.
Go
, and
C. K. N.
Patel
,
Proc. Natl. Acad. Sci. U.S.A.
103
,
19630
(
2006
).
7.
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
).
8.
A.
Kosterev
,
G.
Wysocki
,
Y.
Bakhirkin
,
S.
So
,
R.
Lewicki
,
M.
Fraser
,
F.
Tittel
, and
R. F.
Curl
,
Appl. Phys. B: Lasers Opt.
90
,
165
(
2008
).
9.
J.
Faist
,
C.
Gmachl
,
F.
Capasso
,
C.
Sirtori
,
D.
Sivco
,
J.
Baillargeon
, and
A.
Cho
,
Appl. Phys. Lett.
70
,
2670
(
1997
).
10.
S.
Golka
,
C.
Pflügl
,
W.
Schrenk
, and
G.
Strasser
,
Appl. Phys. Lett.
86
,
111103
(
2005
).
11.
A.
Mohan
,
A.
Wittmann
,
A.
Hugi
,
S.
Blaser
,
M.
Giovannini
, and
J.
Faist
,
Opt. Lett.
32
,
2792
(
2007
).
12.
D.
Hofstetter
,
J.
Faist
,
M.
Beck
, and
U.
Oesterle
,
Appl. Phys. Lett.
75
,
3769
(
1999
).
13.
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
).
14.
S.
Schartner
,
M.
Austerer
,
W.
Schrenk
,
A. M.
Andrews
,
P.
Klang
, and
G.
Strasser
,
Opt. Express
16
,
11920
(
2008
).
15.
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
).
16.
J.
Faist
,
C.
Gmachl
,
M.
Striccoli
,
C.
Sirtori
,
F.
Capasso
,
D. L.
Sivco
, and
A. Y.
Cho
,
Appl. Phys. Lett.
69
,
2456
(
1996
).
17.
C.
Gmachl
,
J.
Faist
,
F.
Capasso
,
C.
Sirtori
,
D. L.
Sivco
, and
A. Y.
Cho
,
IEEE J. Quantum Electron.
33
,
1567
(
1997
).
18.
S.
Anders
,
V.
Tamosiunas
,
W.
Schrenk
, and
G.
Strasser
,
Phys. Rev. B
69
,
073309
(
2004
).
19.
E.
Mujagić
,
S.
Schartner
,
L. K.
Hoffmann
,
W.
Schrenk
,
M. P.
Semtsiv
,
M.
Wienold
,
W. T.
Masselink
, and
G.
Strasser
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
011108
(
2008
).
20.
M. P.
Semtsiv
,
M.
Ziegler
,
S.
Dressler
,
W. T.
Masselink
,
N.
Georgiev
,
T.
Dekorsy
, and
M.
Helm
,
Appl. Phys. Lett.
85
,
1478
(
2004
).
21.
H.
Kogelnik
and
C. V.
Shank
,
J. Appl. Phys.
43
,
2327
(
1972
).
22.
M.
Carras
,
M.
Garcia
,
X.
Marcadet
,
O.
Parillaud
,
A.
De Rossi
, and
S.
Bansropun
,
Appl. Phys. Lett.
93
,
011109
(
2008
).
You do not currently have access to this content.