Abstract

The quantum cascade laser (QCL), a potential laser source for mid-infrared applications, has all of the advantages of a semiconductor laser, such as small volume and light weight, and is driven by electric power. However, the optical power of a single QCL is limited by serious self-heating effects. Therefore, beam combination technology is essential to achieve higher laser powers. In this letter, we demonstrate a simple beam combination scheme using two QCLs to extend the output peak power of the lasers to 2.3 W. A high beam combination efficiency of 89% and beam quality factor of less than 5 are also achieved.

© 2013 Chinese Optics Letters

PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R. F. Curl, F. Capasso, C. Gmachl, A. A. Kosterev, B. McManus, R. Lewicki, M. Pusharsky, G. Wysocki, and F. K. Tittel, Chem. Phys. Lett. 487, 1 (2010).
  2. A. Kosterev, G. Wysocki, Y. Bakhirkin, S. So, R. Lewicki, M. Fraser, F. Tittel, and R. F. Curl, Appl. Phys. B 90, 165 (2008).
  3. D. D. Nelson, J. H. Shorter, J. B. McManus, and M. S. Zahniser, Appl. Phys. B 75, 343 (2002).
  4. F. Capasso, Opt. Eng. 49, 111102 (2010).
  5. M. Razeghi, Y. B. Bai, S. Slivken, and S. R. Darvish, Opt. Eng. 49, 11103 (2010).
  6. Y. B. Bai, S. Slivken, S. Kuboya, S. R. Darvish, and M. Razeghi, Nat. Photonics 4, 99 (2010).
  7. J. Zhang, H. Peng, X. Fu, Y. Liu, L. Qin, G. Miao, and L. Wang, Opt. Express 21, 3627 (2013).
  8. R. K. Huang, B. Chann, J. Burgess, M. Kaiman, R. Overman, J. D. Glenn, and P. Tayebati, Proc. SPIE 8241, 824102 (2012).
  9. S. Hugger, F. Fuchs, R. Aidam, W. Bronner, R. Loesch, Q. Yang, N. Schulz, J. Wagner, E. Romasew, M. Raab, and H. D. Tholl, Proc. SPIE 7325, 73250H (2009).
  10. J. Montoya, S. J. Augst, K. Creedon, J. Kansky, T. Y. Fan, and A. Sanchez-Rubio, Appl. Opt. 51, 1724 (2012).
  11. G. Bloom, C. Larat, E. Lallier, G. Lehoucq, S. Bansropun, M.-S. L. Lee-Bouhours, B. Loiseaux, M. Carras, X. Marcadet, G. Lucas-Leclin, and P. Georges, Opt. Lett. 36, 3810 (2011).
  12. B. G. Lee, J. Kansky, A. K. Goyal, C. Pflugl, L. Diehl, M. A. Belkin, A. Sanchez, and F. A. Capasso, Opt. Express 17, 16216 (2009).
  13. Z. Su, Z. Ji, L. Que, and Z. Zhu, Chin. Opt. Lett. 10, 101402 (2012).
  14. X.Wang, Q. Fu, L. Huang, F. Shen, and C. Rao, Chin. Opt. Lett. 10, 081402 (2012).

2013 (1)

2012 (4)

2011 (1)

2010 (4)

R. F. Curl, F. Capasso, C. Gmachl, A. A. Kosterev, B. McManus, R. Lewicki, M. Pusharsky, G. Wysocki, and F. K. Tittel, Chem. Phys. Lett. 487, 1 (2010).

F. Capasso, Opt. Eng. 49, 111102 (2010).

M. Razeghi, Y. B. Bai, S. Slivken, and S. R. Darvish, Opt. Eng. 49, 11103 (2010).

Y. B. Bai, S. Slivken, S. Kuboya, S. R. Darvish, and M. Razeghi, Nat. Photonics 4, 99 (2010).

2009 (2)

S. Hugger, F. Fuchs, R. Aidam, W. Bronner, R. Loesch, Q. Yang, N. Schulz, J. Wagner, E. Romasew, M. Raab, and H. D. Tholl, Proc. SPIE 7325, 73250H (2009).

B. G. Lee, J. Kansky, A. K. Goyal, C. Pflugl, L. Diehl, M. A. Belkin, A. Sanchez, and F. A. Capasso, Opt. Express 17, 16216 (2009).

2008 (1)

A. Kosterev, G. Wysocki, Y. Bakhirkin, S. So, R. Lewicki, M. Fraser, F. Tittel, and R. F. Curl, Appl. Phys. B 90, 165 (2008).

2002 (1)

D. D. Nelson, J. H. Shorter, J. B. McManus, and M. S. Zahniser, Appl. Phys. B 75, 343 (2002).

Aidam, R.

S. Hugger, F. Fuchs, R. Aidam, W. Bronner, R. Loesch, Q. Yang, N. Schulz, J. Wagner, E. Romasew, M. Raab, and H. D. Tholl, Proc. SPIE 7325, 73250H (2009).

Augst, S. J.

Bai, Y. B.

M. Razeghi, Y. B. Bai, S. Slivken, and S. R. Darvish, Opt. Eng. 49, 11103 (2010).

Y. B. Bai, S. Slivken, S. Kuboya, S. R. Darvish, and M. Razeghi, Nat. Photonics 4, 99 (2010).

Bakhirkin, Y.

A. Kosterev, G. Wysocki, Y. Bakhirkin, S. So, R. Lewicki, M. Fraser, F. Tittel, and R. F. Curl, Appl. Phys. B 90, 165 (2008).

Bansropun, S.

Belkin, M. A.

Bloom, G.

Bronner, W.

S. Hugger, F. Fuchs, R. Aidam, W. Bronner, R. Loesch, Q. Yang, N. Schulz, J. Wagner, E. Romasew, M. Raab, and H. D. Tholl, Proc. SPIE 7325, 73250H (2009).

Burgess, J.

R. K. Huang, B. Chann, J. Burgess, M. Kaiman, R. Overman, J. D. Glenn, and P. Tayebati, Proc. SPIE 8241, 824102 (2012).

Capasso, F.

F. Capasso, Opt. Eng. 49, 111102 (2010).

R. F. Curl, F. Capasso, C. Gmachl, A. A. Kosterev, B. McManus, R. Lewicki, M. Pusharsky, G. Wysocki, and F. K. Tittel, Chem. Phys. Lett. 487, 1 (2010).

Capasso, F. A.

Carras, M.

Chann, B.

R. K. Huang, B. Chann, J. Burgess, M. Kaiman, R. Overman, J. D. Glenn, and P. Tayebati, Proc. SPIE 8241, 824102 (2012).

Creedon, K.

Curl, R. F.

R. F. Curl, F. Capasso, C. Gmachl, A. A. Kosterev, B. McManus, R. Lewicki, M. Pusharsky, G. Wysocki, and F. K. Tittel, Chem. Phys. Lett. 487, 1 (2010).

A. Kosterev, G. Wysocki, Y. Bakhirkin, S. So, R. Lewicki, M. Fraser, F. Tittel, and R. F. Curl, Appl. Phys. B 90, 165 (2008).

Darvish, S. R.

M. Razeghi, Y. B. Bai, S. Slivken, and S. R. Darvish, Opt. Eng. 49, 11103 (2010).

Y. B. Bai, S. Slivken, S. Kuboya, S. R. Darvish, and M. Razeghi, Nat. Photonics 4, 99 (2010).

Diehl, L.

Fan, T. Y.

Fraser, M.

A. Kosterev, G. Wysocki, Y. Bakhirkin, S. So, R. Lewicki, M. Fraser, F. Tittel, and R. F. Curl, Appl. Phys. B 90, 165 (2008).

Fu, Q.

Fu, X.

Fuchs, F.

S. Hugger, F. Fuchs, R. Aidam, W. Bronner, R. Loesch, Q. Yang, N. Schulz, J. Wagner, E. Romasew, M. Raab, and H. D. Tholl, Proc. SPIE 7325, 73250H (2009).

Georges, P.

Glenn, J. D.

R. K. Huang, B. Chann, J. Burgess, M. Kaiman, R. Overman, J. D. Glenn, and P. Tayebati, Proc. SPIE 8241, 824102 (2012).

Gmachl, C.

R. F. Curl, F. Capasso, C. Gmachl, A. A. Kosterev, B. McManus, R. Lewicki, M. Pusharsky, G. Wysocki, and F. K. Tittel, Chem. Phys. Lett. 487, 1 (2010).

Goyal, A. K.

Huang, L.

Huang, R. K.

R. K. Huang, B. Chann, J. Burgess, M. Kaiman, R. Overman, J. D. Glenn, and P. Tayebati, Proc. SPIE 8241, 824102 (2012).

Hugger, S.

S. Hugger, F. Fuchs, R. Aidam, W. Bronner, R. Loesch, Q. Yang, N. Schulz, J. Wagner, E. Romasew, M. Raab, and H. D. Tholl, Proc. SPIE 7325, 73250H (2009).

Ji, Z.

Kaiman, M.

R. K. Huang, B. Chann, J. Burgess, M. Kaiman, R. Overman, J. D. Glenn, and P. Tayebati, Proc. SPIE 8241, 824102 (2012).

Kansky, J.

Kosterev, A.

A. Kosterev, G. Wysocki, Y. Bakhirkin, S. So, R. Lewicki, M. Fraser, F. Tittel, and R. F. Curl, Appl. Phys. B 90, 165 (2008).

Kosterev, A. A.

R. F. Curl, F. Capasso, C. Gmachl, A. A. Kosterev, B. McManus, R. Lewicki, M. Pusharsky, G. Wysocki, and F. K. Tittel, Chem. Phys. Lett. 487, 1 (2010).

Kuboya, S.

Y. B. Bai, S. Slivken, S. Kuboya, S. R. Darvish, and M. Razeghi, Nat. Photonics 4, 99 (2010).

Lallier, E.

Larat, C.

Lee, B. G.

Lee-Bouhours, M.-S. L.

Lehoucq, G.

Lewicki, R.

R. F. Curl, F. Capasso, C. Gmachl, A. A. Kosterev, B. McManus, R. Lewicki, M. Pusharsky, G. Wysocki, and F. K. Tittel, Chem. Phys. Lett. 487, 1 (2010).

A. Kosterev, G. Wysocki, Y. Bakhirkin, S. So, R. Lewicki, M. Fraser, F. Tittel, and R. F. Curl, Appl. Phys. B 90, 165 (2008).

Liu, Y.

Loesch, R.

S. Hugger, F. Fuchs, R. Aidam, W. Bronner, R. Loesch, Q. Yang, N. Schulz, J. Wagner, E. Romasew, M. Raab, and H. D. Tholl, Proc. SPIE 7325, 73250H (2009).

Loiseaux, B.

Lucas-Leclin, G.

Marcadet, X.

McManus, B.

R. F. Curl, F. Capasso, C. Gmachl, A. A. Kosterev, B. McManus, R. Lewicki, M. Pusharsky, G. Wysocki, and F. K. Tittel, Chem. Phys. Lett. 487, 1 (2010).

McManus, J. B.

D. D. Nelson, J. H. Shorter, J. B. McManus, and M. S. Zahniser, Appl. Phys. B 75, 343 (2002).

Miao, G.

Montoya, J.

Nelson, D. D.

D. D. Nelson, J. H. Shorter, J. B. McManus, and M. S. Zahniser, Appl. Phys. B 75, 343 (2002).

Overman, R.

R. K. Huang, B. Chann, J. Burgess, M. Kaiman, R. Overman, J. D. Glenn, and P. Tayebati, Proc. SPIE 8241, 824102 (2012).

Peng, H.

Pflugl, C.

Pusharsky, M.

R. F. Curl, F. Capasso, C. Gmachl, A. A. Kosterev, B. McManus, R. Lewicki, M. Pusharsky, G. Wysocki, and F. K. Tittel, Chem. Phys. Lett. 487, 1 (2010).

Qin, L.

Que, L.

Raab, M.

S. Hugger, F. Fuchs, R. Aidam, W. Bronner, R. Loesch, Q. Yang, N. Schulz, J. Wagner, E. Romasew, M. Raab, and H. D. Tholl, Proc. SPIE 7325, 73250H (2009).

Rao, C.

Razeghi, M.

Y. B. Bai, S. Slivken, S. Kuboya, S. R. Darvish, and M. Razeghi, Nat. Photonics 4, 99 (2010).

M. Razeghi, Y. B. Bai, S. Slivken, and S. R. Darvish, Opt. Eng. 49, 11103 (2010).

Romasew, E.

S. Hugger, F. Fuchs, R. Aidam, W. Bronner, R. Loesch, Q. Yang, N. Schulz, J. Wagner, E. Romasew, M. Raab, and H. D. Tholl, Proc. SPIE 7325, 73250H (2009).

Sanchez, A.

Sanchez-Rubio, A.

Schulz, N.

S. Hugger, F. Fuchs, R. Aidam, W. Bronner, R. Loesch, Q. Yang, N. Schulz, J. Wagner, E. Romasew, M. Raab, and H. D. Tholl, Proc. SPIE 7325, 73250H (2009).

Shen, F.

Shorter, J. H.

D. D. Nelson, J. H. Shorter, J. B. McManus, and M. S. Zahniser, Appl. Phys. B 75, 343 (2002).

Slivken, S.

M. Razeghi, Y. B. Bai, S. Slivken, and S. R. Darvish, Opt. Eng. 49, 11103 (2010).

Y. B. Bai, S. Slivken, S. Kuboya, S. R. Darvish, and M. Razeghi, Nat. Photonics 4, 99 (2010).

So, S.

A. Kosterev, G. Wysocki, Y. Bakhirkin, S. So, R. Lewicki, M. Fraser, F. Tittel, and R. F. Curl, Appl. Phys. B 90, 165 (2008).

Su, Z.

Tayebati, P.

R. K. Huang, B. Chann, J. Burgess, M. Kaiman, R. Overman, J. D. Glenn, and P. Tayebati, Proc. SPIE 8241, 824102 (2012).

Tholl, H. D.

S. Hugger, F. Fuchs, R. Aidam, W. Bronner, R. Loesch, Q. Yang, N. Schulz, J. Wagner, E. Romasew, M. Raab, and H. D. Tholl, Proc. SPIE 7325, 73250H (2009).

Tittel, F.

A. Kosterev, G. Wysocki, Y. Bakhirkin, S. So, R. Lewicki, M. Fraser, F. Tittel, and R. F. Curl, Appl. Phys. B 90, 165 (2008).

Tittel, F. K.

R. F. Curl, F. Capasso, C. Gmachl, A. A. Kosterev, B. McManus, R. Lewicki, M. Pusharsky, G. Wysocki, and F. K. Tittel, Chem. Phys. Lett. 487, 1 (2010).

Wagner, J.

S. Hugger, F. Fuchs, R. Aidam, W. Bronner, R. Loesch, Q. Yang, N. Schulz, J. Wagner, E. Romasew, M. Raab, and H. D. Tholl, Proc. SPIE 7325, 73250H (2009).

Wang, L.

Wysocki, G.

R. F. Curl, F. Capasso, C. Gmachl, A. A. Kosterev, B. McManus, R. Lewicki, M. Pusharsky, G. Wysocki, and F. K. Tittel, Chem. Phys. Lett. 487, 1 (2010).

A. Kosterev, G. Wysocki, Y. Bakhirkin, S. So, R. Lewicki, M. Fraser, F. Tittel, and R. F. Curl, Appl. Phys. B 90, 165 (2008).

Yang, Q.

S. Hugger, F. Fuchs, R. Aidam, W. Bronner, R. Loesch, Q. Yang, N. Schulz, J. Wagner, E. Romasew, M. Raab, and H. D. Tholl, Proc. SPIE 7325, 73250H (2009).

Zahniser, M. S.

D. D. Nelson, J. H. Shorter, J. B. McManus, and M. S. Zahniser, Appl. Phys. B 75, 343 (2002).

Zhang, J.

Zhu, Z.

Appl. Opt. (1)

Appl. Phys. B (2)

A. Kosterev, G. Wysocki, Y. Bakhirkin, S. So, R. Lewicki, M. Fraser, F. Tittel, and R. F. Curl, Appl. Phys. B 90, 165 (2008).

D. D. Nelson, J. H. Shorter, J. B. McManus, and M. S. Zahniser, Appl. Phys. B 75, 343 (2002).

Chem. Phys. Lett. (1)

R. F. Curl, F. Capasso, C. Gmachl, A. A. Kosterev, B. McManus, R. Lewicki, M. Pusharsky, G. Wysocki, and F. K. Tittel, Chem. Phys. Lett. 487, 1 (2010).

Chin. Opt. Lett. (2)

Nat. Photonics (1)

Y. B. Bai, S. Slivken, S. Kuboya, S. R. Darvish, and M. Razeghi, Nat. Photonics 4, 99 (2010).

Opt. Eng. (2)

F. Capasso, Opt. Eng. 49, 111102 (2010).

M. Razeghi, Y. B. Bai, S. Slivken, and S. R. Darvish, Opt. Eng. 49, 11103 (2010).

Opt. Express (2)

Opt. Lett. (1)

Proc. SPIE (2)

R. K. Huang, B. Chann, J. Burgess, M. Kaiman, R. Overman, J. D. Glenn, and P. Tayebati, Proc. SPIE 8241, 824102 (2012).

S. Hugger, F. Fuchs, R. Aidam, W. Bronner, R. Loesch, Q. Yang, N. Schulz, J. Wagner, E. Romasew, M. Raab, and H. D. Tholl, Proc. SPIE 7325, 73250H (2009).

Cited By

OSA participates in CrossRef's Cited-By Linking service. Citing articles from OSA journals and other participating publishers are listed here.