Switching operation of lasing wavelength in mid-infrared ridge-waveguide quantum cascade lasers coupled with microcylindrical cavity

Abstract

We demonstrated switching operation of lasing wavelength in GaAs-based mid-infrared coupled-cavity quantum cascade lasers. Our cavity structures consist of a ridge-waveguide Fabry–Perot cavity coupled with a microcylindrical cavity. Individual control of currents injected into both cavities enabled single-mode operation and facilitated intentional mode switching between coupled-cavity modes with spacing over 120 nm. The integrated microcylindrical cavity expanded the separation of coupled-cavity modes due to the small size of the cavity and enabled switching the lasing wavelength over a wide spectral range.

Single-mode quantum cascade lasers employing a candy-cane shaped monolithic coupled cavity

“…An alternative approach is to employ monolithic coupled-cavity structures to facilitate single-mode operation. [7][8][9][10][11] Such cavities are more robust than conventional cleaved facet coupled-cavities; however, the structuring of inter-cavity mirrors or micro-resonators involves demanding fabrication steps such as focused ion beam cutting, electron-beam lithography, and/or high quality dry-etching. Previously, we have demonstrated single-mode QC lasers employing a hairpin shaped folded FP cavity 12 which is essentially a monolithic coupledcavity fully compatible with simple ridge laser fabrication.…”

Квантово-Каскадные Лазеры С Распределенным Брэгговским Отражателем, Сформированным Методом Ионно-Лучевого Травления

“…Конструкция внешнего резонатора дала возможность реализовать перестройку длины волны излучения в широком диапазоне [2]. Альтернативные подходы по селекции оптических мод высшего порядка основаны на использовании фотонных кристаллов [3], интерферометров Маха-Цендера, кольцевых [4], связанных [5,6], а также монолитно связанных резонаторов [7][8][9].…”

Одночастотная Генерация Арочных Квантово-Каскадных Лазеров При Комнатной Температуре

“…Альтернативные подходы к формированию одночастотных ККЛ основаны на применении фотонных кристаллов [4], кольцевых резонаторов [3], связанных резонаторов [5], асимметричных интерферометров Маха−Цендера [6]. Результаты по формированию лазерных резонаторов сложной формы, в том числе арочных квантово-каскадных лазеров, состоящих из линейных и полукольцевых участков, представлены в работах [7][8][9].…”