Abstract

Broadband thermal infrared heterodyne spectro-radiometry using an external cavity quantum cascade laser as a tunable local oscillator has been performed over a frequency range of more than 100 cm-1 at a central frequency of 1190 cm-1. Heterodyne spectro-radiometry is demonstrated for two local oscillator tuning modes: broadband tuning for transmission and emission spectroscopy of broadband absorbers (Freon 12), and broadband frequency selection in combination with fine continuous frequency tuning for high-resolution (0.021 cm-1) transmission spectroscopy (N2O). In each case concentration retrievals are performed and analyzed. The spectro-radiometer noise level is demonstrated to be twenty two and eight times the fundamental shot-noise limit in the two scanning modes respectively.

© 2009 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R.T. Menzies, "Laser heterodyne detection techniques," in Laser monitoring of the atmosphere, Springer-Verlag Topics in Appl. Phys.14, ed E. D. Hinkley, 297 (1976).
  2. A. Betz, E. C. Sutton, and R. A. McLaren, "Infrared Heterodyne Spectroscopy in Astronomy," in Laser Spectroscopy III, Springer Series in Optical Sciences7, eds J. L. Hall and J. L. Carlsten, 31 (1977).
  3. R. T. Menzies and M. S. Shumate, "Air Pollution: Remote Detection of Several Pollutant Gases with a Laser Heterodyne Radiometer," Science 184, 570-572 (1974).
    [CrossRef] [PubMed]
  4. J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, "Quantum Cascade Laser," Science 264, 553-556 (1994).
    [CrossRef] [PubMed]
  5. Y. Bai, S. R. Darvish, S. Slivken, W. Zhang, A. Evans, J. Nguyen, and M. Razeghi,"Room temperature continuous wave operation of quantum cascade lasers with watt-level optical power," Appl. Phys. Lett. 92, 101105 (2008).
    [CrossRef]
  6. L. Zhijun, D. Wasserman, S. S. Howard, A. J. Hoffman, C. F. Gmachl, W. Xiaojun, T. Tanbun-Ek, C. Liwei, and C. Fow-Sen,"Room-temperature continuous-wave quantum cascade lasers grown by MOCVD without lateral regrowth," IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 12, 1347-1349 (2006).
    [CrossRef]
  7. G. Sonnabend, D. Wirtz, and R. Schieder, "Evaluation of quantum-cascade lasers as local oscillators for infrared heterodyne spectroscopy," Appl. Opt. 44, 7170-7172 (2005).
    [CrossRef] [PubMed]
  8. D. Weidmann, W. J. Reburn, and K. M. Smith, "Ground-based prototype quantum cascade laser heterodyne radiometer for atmospheric studies," Rev. Sci. Instrum. 78, 073107 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  9. A. Wittmann, T. Gresch, E. Gini, L. Hvozdara, N. Hoyler, M. Giovannini, and J. Faist, "High-Performance Bound-to-Continuum Quantum-Cascade Lasers for Broad-Gain Applications," IEEE J. Quantum Electron. 44, 36-40 (2008).
    [CrossRef]
  10. G. Wysocki, R. Lewicki, R. F. Curl, F. K. Tittel, L. Diehl, F. Capasso, M. Troccoli, G. Hofler, D. Bour, S. Corzine, R. Maulini, M. Giovannini, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade lasers for high resolution spectroscopy and chemical sensing," Appl. Phys. B 92, 305-311 (2008).
    [CrossRef]
  11. A. Mohan, A Wittmann, A. Hugi, S Blaser, M. Giovannini, and J. Faist, "Room-temperature continuous-wave operation of an external-cavity quantum cascade laser," Opt Lett. 32, 2792-2794 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  12. R. Lewicki, G. Wysocki, A. A. Kosterev, and F. K. Tittel, "QEPAS based detection of broadband absorbing molecules using a widely tunable, cw quantum cascade laser at 8.4 ?m," Opt. Express 15, 7357-7366 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  13. M. C. Phillips and N. Ho,"Infrared hyperspectral imaging using a broadly tunable external cavity quantum cascade laser and microbolometer focal plane array," Opt. Express 16, 1836-1845 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  14. D. Stupar, J. Krieg, P. Krötz, G. Sonnabend, M. Sornig, T. F. Giesen, and R. Schieder,"Fully reflective external-cavity setup for quantum-cascade lasers as a local oscillator in mid-infrared wavelength heterodyne spectroscopy," Appl. Opt. 47, 2993-2997 (2008).
    [CrossRef] [PubMed]
  15. D. Weidmann, K. Smith, and B. Ellison, "Experimental investigation of high-frequency noise and optical feedback effects using a 9.7 ?m continuous-wave distributed-feedback quantum cascade laser," Appl. Opt. 46, 947-953 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  16. C. Rodgers, "Inverse methods for atmospheric sounding: theory and practice," World Scientific (2000).
  17. S. W. Sharpe, T. J. Johnson, R. L. Sams, P. M. Chu, G. C. Rhoderick, and P. A. Johnson, "Gas-Phase Databases for Quantitative Infrared Spectroscopy," Appl. Spectrosc. 58, 1452-1461 (2004).
    [CrossRef] [PubMed]
  18. L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
    [CrossRef]
  19. D. Weidmann, W. J. Reburn, and K. M. Smith, "Retrieval of atmospheric ozone profiles from an infrared quantum cascade laser heterodyne radiometer: results and analysis," Appl. Opt. 46, 7162-7171 (2007).
    [CrossRef] [PubMed]
  20. G. Wysocki, R. F. Curl, F. K. Tittel, R. Maulini, J. M. Bulliard, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade laser for high resolution spectroscopic applications," Appl. Phys. B 81, 769-777 (2005).
    [CrossRef]

2008 (5)

Y. Bai, S. R. Darvish, S. Slivken, W. Zhang, A. Evans, J. Nguyen, and M. Razeghi,"Room temperature continuous wave operation of quantum cascade lasers with watt-level optical power," Appl. Phys. Lett. 92, 101105 (2008).
[CrossRef]

A. Wittmann, T. Gresch, E. Gini, L. Hvozdara, N. Hoyler, M. Giovannini, and J. Faist, "High-Performance Bound-to-Continuum Quantum-Cascade Lasers for Broad-Gain Applications," IEEE J. Quantum Electron. 44, 36-40 (2008).
[CrossRef]

G. Wysocki, R. Lewicki, R. F. Curl, F. K. Tittel, L. Diehl, F. Capasso, M. Troccoli, G. Hofler, D. Bour, S. Corzine, R. Maulini, M. Giovannini, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade lasers for high resolution spectroscopy and chemical sensing," Appl. Phys. B 92, 305-311 (2008).
[CrossRef]

M. C. Phillips and N. Ho,"Infrared hyperspectral imaging using a broadly tunable external cavity quantum cascade laser and microbolometer focal plane array," Opt. Express 16, 1836-1845 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

D. Stupar, J. Krieg, P. Krötz, G. Sonnabend, M. Sornig, T. F. Giesen, and R. Schieder,"Fully reflective external-cavity setup for quantum-cascade lasers as a local oscillator in mid-infrared wavelength heterodyne spectroscopy," Appl. Opt. 47, 2993-2997 (2008).
[CrossRef] [PubMed]

2007 (5)

2006 (1)

L. Zhijun, D. Wasserman, S. S. Howard, A. J. Hoffman, C. F. Gmachl, W. Xiaojun, T. Tanbun-Ek, C. Liwei, and C. Fow-Sen,"Room-temperature continuous-wave quantum cascade lasers grown by MOCVD without lateral regrowth," IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 12, 1347-1349 (2006).
[CrossRef]

2005 (3)

G. Sonnabend, D. Wirtz, and R. Schieder, "Evaluation of quantum-cascade lasers as local oscillators for infrared heterodyne spectroscopy," Appl. Opt. 44, 7170-7172 (2005).
[CrossRef] [PubMed]

G. Wysocki, R. F. Curl, F. K. Tittel, R. Maulini, J. M. Bulliard, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade laser for high resolution spectroscopic applications," Appl. Phys. B 81, 769-777 (2005).
[CrossRef]

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

2004 (1)

1994 (1)

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, "Quantum Cascade Laser," Science 264, 553-556 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

1974 (1)

R. T. Menzies and M. S. Shumate, "Air Pollution: Remote Detection of Several Pollutant Gases with a Laser Heterodyne Radiometer," Science 184, 570-572 (1974).
[CrossRef] [PubMed]

Bai, Y.

Y. Bai, S. R. Darvish, S. Slivken, W. Zhang, A. Evans, J. Nguyen, and M. Razeghi,"Room temperature continuous wave operation of quantum cascade lasers with watt-level optical power," Appl. Phys. Lett. 92, 101105 (2008).
[CrossRef]

Barbe, A.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Birk, M.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Blaser, S

A. Mohan, A Wittmann, A. Hugi, S Blaser, M. Giovannini, and J. Faist, "Room-temperature continuous-wave operation of an external-cavity quantum cascade laser," Opt Lett. 32, 2792-2794 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Bour, D.

G. Wysocki, R. Lewicki, R. F. Curl, F. K. Tittel, L. Diehl, F. Capasso, M. Troccoli, G. Hofler, D. Bour, S. Corzine, R. Maulini, M. Giovannini, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade lasers for high resolution spectroscopy and chemical sensing," Appl. Phys. B 92, 305-311 (2008).
[CrossRef]

Brown, L. R.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Bulliard, J. M.

G. Wysocki, R. F. Curl, F. K. Tittel, R. Maulini, J. M. Bulliard, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade laser for high resolution spectroscopic applications," Appl. Phys. B 81, 769-777 (2005).
[CrossRef]

Capasso, F.

G. Wysocki, R. Lewicki, R. F. Curl, F. K. Tittel, L. Diehl, F. Capasso, M. Troccoli, G. Hofler, D. Bour, S. Corzine, R. Maulini, M. Giovannini, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade lasers for high resolution spectroscopy and chemical sensing," Appl. Phys. B 92, 305-311 (2008).
[CrossRef]

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, "Quantum Cascade Laser," Science 264, 553-556 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Carleer, M. R.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Chackerian, C.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Chance, K.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Cho, A. Y.

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, "Quantum Cascade Laser," Science 264, 553-556 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Chris Benner, D.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Chu, P. M.

Corzine, S.

G. Wysocki, R. Lewicki, R. F. Curl, F. K. Tittel, L. Diehl, F. Capasso, M. Troccoli, G. Hofler, D. Bour, S. Corzine, R. Maulini, M. Giovannini, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade lasers for high resolution spectroscopy and chemical sensing," Appl. Phys. B 92, 305-311 (2008).
[CrossRef]

Coudert, L. H.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Curl, R. F.

G. Wysocki, R. Lewicki, R. F. Curl, F. K. Tittel, L. Diehl, F. Capasso, M. Troccoli, G. Hofler, D. Bour, S. Corzine, R. Maulini, M. Giovannini, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade lasers for high resolution spectroscopy and chemical sensing," Appl. Phys. B 92, 305-311 (2008).
[CrossRef]

G. Wysocki, R. F. Curl, F. K. Tittel, R. Maulini, J. M. Bulliard, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade laser for high resolution spectroscopic applications," Appl. Phys. B 81, 769-777 (2005).
[CrossRef]

Dana, V.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Darvish, S. R.

Y. Bai, S. R. Darvish, S. Slivken, W. Zhang, A. Evans, J. Nguyen, and M. Razeghi,"Room temperature continuous wave operation of quantum cascade lasers with watt-level optical power," Appl. Phys. Lett. 92, 101105 (2008).
[CrossRef]

Devi, V. M.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Diehl, L.

G. Wysocki, R. Lewicki, R. F. Curl, F. K. Tittel, L. Diehl, F. Capasso, M. Troccoli, G. Hofler, D. Bour, S. Corzine, R. Maulini, M. Giovannini, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade lasers for high resolution spectroscopy and chemical sensing," Appl. Phys. B 92, 305-311 (2008).
[CrossRef]

Ellison, B.

Evans, A.

Y. Bai, S. R. Darvish, S. Slivken, W. Zhang, A. Evans, J. Nguyen, and M. Razeghi,"Room temperature continuous wave operation of quantum cascade lasers with watt-level optical power," Appl. Phys. Lett. 92, 101105 (2008).
[CrossRef]

Faist, J.

A. Wittmann, T. Gresch, E. Gini, L. Hvozdara, N. Hoyler, M. Giovannini, and J. Faist, "High-Performance Bound-to-Continuum Quantum-Cascade Lasers for Broad-Gain Applications," IEEE J. Quantum Electron. 44, 36-40 (2008).
[CrossRef]

G. Wysocki, R. Lewicki, R. F. Curl, F. K. Tittel, L. Diehl, F. Capasso, M. Troccoli, G. Hofler, D. Bour, S. Corzine, R. Maulini, M. Giovannini, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade lasers for high resolution spectroscopy and chemical sensing," Appl. Phys. B 92, 305-311 (2008).
[CrossRef]

A. Mohan, A Wittmann, A. Hugi, S Blaser, M. Giovannini, and J. Faist, "Room-temperature continuous-wave operation of an external-cavity quantum cascade laser," Opt Lett. 32, 2792-2794 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

G. Wysocki, R. F. Curl, F. K. Tittel, R. Maulini, J. M. Bulliard, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade laser for high resolution spectroscopic applications," Appl. Phys. B 81, 769-777 (2005).
[CrossRef]

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, "Quantum Cascade Laser," Science 264, 553-556 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Flaud, J.-M

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Fow-Sen, C.

L. Zhijun, D. Wasserman, S. S. Howard, A. J. Hoffman, C. F. Gmachl, W. Xiaojun, T. Tanbun-Ek, C. Liwei, and C. Fow-Sen,"Room-temperature continuous-wave quantum cascade lasers grown by MOCVD without lateral regrowth," IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 12, 1347-1349 (2006).
[CrossRef]

Gamache, R. R.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Giesen, T. F.

Gini, E.

A. Wittmann, T. Gresch, E. Gini, L. Hvozdara, N. Hoyler, M. Giovannini, and J. Faist, "High-Performance Bound-to-Continuum Quantum-Cascade Lasers for Broad-Gain Applications," IEEE J. Quantum Electron. 44, 36-40 (2008).
[CrossRef]

Giovannini, M.

G. Wysocki, R. Lewicki, R. F. Curl, F. K. Tittel, L. Diehl, F. Capasso, M. Troccoli, G. Hofler, D. Bour, S. Corzine, R. Maulini, M. Giovannini, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade lasers for high resolution spectroscopy and chemical sensing," Appl. Phys. B 92, 305-311 (2008).
[CrossRef]

A. Wittmann, T. Gresch, E. Gini, L. Hvozdara, N. Hoyler, M. Giovannini, and J. Faist, "High-Performance Bound-to-Continuum Quantum-Cascade Lasers for Broad-Gain Applications," IEEE J. Quantum Electron. 44, 36-40 (2008).
[CrossRef]

A. Mohan, A Wittmann, A. Hugi, S Blaser, M. Giovannini, and J. Faist, "Room-temperature continuous-wave operation of an external-cavity quantum cascade laser," Opt Lett. 32, 2792-2794 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Gmachl, C. F.

L. Zhijun, D. Wasserman, S. S. Howard, A. J. Hoffman, C. F. Gmachl, W. Xiaojun, T. Tanbun-Ek, C. Liwei, and C. Fow-Sen,"Room-temperature continuous-wave quantum cascade lasers grown by MOCVD without lateral regrowth," IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 12, 1347-1349 (2006).
[CrossRef]

Goldman, A.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Gresch, T.

A. Wittmann, T. Gresch, E. Gini, L. Hvozdara, N. Hoyler, M. Giovannini, and J. Faist, "High-Performance Bound-to-Continuum Quantum-Cascade Lasers for Broad-Gain Applications," IEEE J. Quantum Electron. 44, 36-40 (2008).
[CrossRef]

Hartmann, J.-M.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Ho, N.

Hoffman, A. J.

L. Zhijun, D. Wasserman, S. S. Howard, A. J. Hoffman, C. F. Gmachl, W. Xiaojun, T. Tanbun-Ek, C. Liwei, and C. Fow-Sen,"Room-temperature continuous-wave quantum cascade lasers grown by MOCVD without lateral regrowth," IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 12, 1347-1349 (2006).
[CrossRef]

Hofler, G.

G. Wysocki, R. Lewicki, R. F. Curl, F. K. Tittel, L. Diehl, F. Capasso, M. Troccoli, G. Hofler, D. Bour, S. Corzine, R. Maulini, M. Giovannini, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade lasers for high resolution spectroscopy and chemical sensing," Appl. Phys. B 92, 305-311 (2008).
[CrossRef]

Howard, S. S.

L. Zhijun, D. Wasserman, S. S. Howard, A. J. Hoffman, C. F. Gmachl, W. Xiaojun, T. Tanbun-Ek, C. Liwei, and C. Fow-Sen,"Room-temperature continuous-wave quantum cascade lasers grown by MOCVD without lateral regrowth," IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 12, 1347-1349 (2006).
[CrossRef]

Hoyler, N.

A. Wittmann, T. Gresch, E. Gini, L. Hvozdara, N. Hoyler, M. Giovannini, and J. Faist, "High-Performance Bound-to-Continuum Quantum-Cascade Lasers for Broad-Gain Applications," IEEE J. Quantum Electron. 44, 36-40 (2008).
[CrossRef]

Hugi, A.

A. Mohan, A Wittmann, A. Hugi, S Blaser, M. Giovannini, and J. Faist, "Room-temperature continuous-wave operation of an external-cavity quantum cascade laser," Opt Lett. 32, 2792-2794 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Hutchinson, A. L.

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, "Quantum Cascade Laser," Science 264, 553-556 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Hvozdara, L.

A. Wittmann, T. Gresch, E. Gini, L. Hvozdara, N. Hoyler, M. Giovannini, and J. Faist, "High-Performance Bound-to-Continuum Quantum-Cascade Lasers for Broad-Gain Applications," IEEE J. Quantum Electron. 44, 36-40 (2008).
[CrossRef]

Jacquemart, D.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Johnson, P. A.

Johnson, T. J.

Jucks, K. W.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Kosterev, A. A.

Krieg, J.

Krötz, P.

Lewicki, R.

G. Wysocki, R. Lewicki, R. F. Curl, F. K. Tittel, L. Diehl, F. Capasso, M. Troccoli, G. Hofler, D. Bour, S. Corzine, R. Maulini, M. Giovannini, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade lasers for high resolution spectroscopy and chemical sensing," Appl. Phys. B 92, 305-311 (2008).
[CrossRef]

R. Lewicki, G. Wysocki, A. A. Kosterev, and F. K. Tittel, "QEPAS based detection of broadband absorbing molecules using a widely tunable, cw quantum cascade laser at 8.4 ?m," Opt. Express 15, 7357-7366 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Liwei, C.

L. Zhijun, D. Wasserman, S. S. Howard, A. J. Hoffman, C. F. Gmachl, W. Xiaojun, T. Tanbun-Ek, C. Liwei, and C. Fow-Sen,"Room-temperature continuous-wave quantum cascade lasers grown by MOCVD without lateral regrowth," IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 12, 1347-1349 (2006).
[CrossRef]

Maki, A. G.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Mandin, J.-Y.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Massie, S. T.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Maulini, R.

G. Wysocki, R. Lewicki, R. F. Curl, F. K. Tittel, L. Diehl, F. Capasso, M. Troccoli, G. Hofler, D. Bour, S. Corzine, R. Maulini, M. Giovannini, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade lasers for high resolution spectroscopy and chemical sensing," Appl. Phys. B 92, 305-311 (2008).
[CrossRef]

G. Wysocki, R. F. Curl, F. K. Tittel, R. Maulini, J. M. Bulliard, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade laser for high resolution spectroscopic applications," Appl. Phys. B 81, 769-777 (2005).
[CrossRef]

Menzies, R. T.

R. T. Menzies and M. S. Shumate, "Air Pollution: Remote Detection of Several Pollutant Gases with a Laser Heterodyne Radiometer," Science 184, 570-572 (1974).
[CrossRef] [PubMed]

Mohan, A.

A. Mohan, A Wittmann, A. Hugi, S Blaser, M. Giovannini, and J. Faist, "Room-temperature continuous-wave operation of an external-cavity quantum cascade laser," Opt Lett. 32, 2792-2794 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Nguyen, J.

Y. Bai, S. R. Darvish, S. Slivken, W. Zhang, A. Evans, J. Nguyen, and M. Razeghi,"Room temperature continuous wave operation of quantum cascade lasers with watt-level optical power," Appl. Phys. Lett. 92, 101105 (2008).
[CrossRef]

Orphal, J.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Perrin, A.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Phillips, M. C.

Razeghi, M.

Y. Bai, S. R. Darvish, S. Slivken, W. Zhang, A. Evans, J. Nguyen, and M. Razeghi,"Room temperature continuous wave operation of quantum cascade lasers with watt-level optical power," Appl. Phys. Lett. 92, 101105 (2008).
[CrossRef]

Reburn, W. J.

D. Weidmann, W. J. Reburn, and K. M. Smith, "Ground-based prototype quantum cascade laser heterodyne radiometer for atmospheric studies," Rev. Sci. Instrum. 78, 073107 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

D. Weidmann, W. J. Reburn, and K. M. Smith, "Retrieval of atmospheric ozone profiles from an infrared quantum cascade laser heterodyne radiometer: results and analysis," Appl. Opt. 46, 7162-7171 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Rhoderick, G. C.

Rinsland, C. P.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Rothman, L. S.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Sams, R. L.

Schieder, R.

Sharpe, S. W.

Shumate, M. S.

R. T. Menzies and M. S. Shumate, "Air Pollution: Remote Detection of Several Pollutant Gases with a Laser Heterodyne Radiometer," Science 184, 570-572 (1974).
[CrossRef] [PubMed]

Sirtori, C.

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, "Quantum Cascade Laser," Science 264, 553-556 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Sivco, D. L.

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, "Quantum Cascade Laser," Science 264, 553-556 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Slivken, S.

Y. Bai, S. R. Darvish, S. Slivken, W. Zhang, A. Evans, J. Nguyen, and M. Razeghi,"Room temperature continuous wave operation of quantum cascade lasers with watt-level optical power," Appl. Phys. Lett. 92, 101105 (2008).
[CrossRef]

Smith, K.

Smith, K. M.

D. Weidmann, W. J. Reburn, and K. M. Smith, "Retrieval of atmospheric ozone profiles from an infrared quantum cascade laser heterodyne radiometer: results and analysis," Appl. Opt. 46, 7162-7171 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

D. Weidmann, W. J. Reburn, and K. M. Smith, "Ground-based prototype quantum cascade laser heterodyne radiometer for atmospheric studies," Rev. Sci. Instrum. 78, 073107 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Smith, M. A. H.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Sonnabend, G.

Sornig, M.

Stupar, D.

Tanbun-Ek, T.

L. Zhijun, D. Wasserman, S. S. Howard, A. J. Hoffman, C. F. Gmachl, W. Xiaojun, T. Tanbun-Ek, C. Liwei, and C. Fow-Sen,"Room-temperature continuous-wave quantum cascade lasers grown by MOCVD without lateral regrowth," IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 12, 1347-1349 (2006).
[CrossRef]

Tennyson, J.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Tittel, F. K.

G. Wysocki, R. Lewicki, R. F. Curl, F. K. Tittel, L. Diehl, F. Capasso, M. Troccoli, G. Hofler, D. Bour, S. Corzine, R. Maulini, M. Giovannini, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade lasers for high resolution spectroscopy and chemical sensing," Appl. Phys. B 92, 305-311 (2008).
[CrossRef]

R. Lewicki, G. Wysocki, A. A. Kosterev, and F. K. Tittel, "QEPAS based detection of broadband absorbing molecules using a widely tunable, cw quantum cascade laser at 8.4 ?m," Opt. Express 15, 7357-7366 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

G. Wysocki, R. F. Curl, F. K. Tittel, R. Maulini, J. M. Bulliard, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade laser for high resolution spectroscopic applications," Appl. Phys. B 81, 769-777 (2005).
[CrossRef]

Tolchenov, R. N.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Toth, R. A.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Troccoli, M.

G. Wysocki, R. Lewicki, R. F. Curl, F. K. Tittel, L. Diehl, F. Capasso, M. Troccoli, G. Hofler, D. Bour, S. Corzine, R. Maulini, M. Giovannini, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade lasers for high resolution spectroscopy and chemical sensing," Appl. Phys. B 92, 305-311 (2008).
[CrossRef]

Vander Auwera, J.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Varanasi, P.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Wagner, G.

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Wasserman, D.

L. Zhijun, D. Wasserman, S. S. Howard, A. J. Hoffman, C. F. Gmachl, W. Xiaojun, T. Tanbun-Ek, C. Liwei, and C. Fow-Sen,"Room-temperature continuous-wave quantum cascade lasers grown by MOCVD without lateral regrowth," IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 12, 1347-1349 (2006).
[CrossRef]

Weidmann, D.

Wirtz, D.

Wittmann, A

A. Mohan, A Wittmann, A. Hugi, S Blaser, M. Giovannini, and J. Faist, "Room-temperature continuous-wave operation of an external-cavity quantum cascade laser," Opt Lett. 32, 2792-2794 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Wittmann, A.

A. Wittmann, T. Gresch, E. Gini, L. Hvozdara, N. Hoyler, M. Giovannini, and J. Faist, "High-Performance Bound-to-Continuum Quantum-Cascade Lasers for Broad-Gain Applications," IEEE J. Quantum Electron. 44, 36-40 (2008).
[CrossRef]

Wysocki, G.

G. Wysocki, R. Lewicki, R. F. Curl, F. K. Tittel, L. Diehl, F. Capasso, M. Troccoli, G. Hofler, D. Bour, S. Corzine, R. Maulini, M. Giovannini, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade lasers for high resolution spectroscopy and chemical sensing," Appl. Phys. B 92, 305-311 (2008).
[CrossRef]

R. Lewicki, G. Wysocki, A. A. Kosterev, and F. K. Tittel, "QEPAS based detection of broadband absorbing molecules using a widely tunable, cw quantum cascade laser at 8.4 ?m," Opt. Express 15, 7357-7366 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

G. Wysocki, R. F. Curl, F. K. Tittel, R. Maulini, J. M. Bulliard, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade laser for high resolution spectroscopic applications," Appl. Phys. B 81, 769-777 (2005).
[CrossRef]

Xiaojun, W.

L. Zhijun, D. Wasserman, S. S. Howard, A. J. Hoffman, C. F. Gmachl, W. Xiaojun, T. Tanbun-Ek, C. Liwei, and C. Fow-Sen,"Room-temperature continuous-wave quantum cascade lasers grown by MOCVD without lateral regrowth," IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 12, 1347-1349 (2006).
[CrossRef]

Zhang, W.

Y. Bai, S. R. Darvish, S. Slivken, W. Zhang, A. Evans, J. Nguyen, and M. Razeghi,"Room temperature continuous wave operation of quantum cascade lasers with watt-level optical power," Appl. Phys. Lett. 92, 101105 (2008).
[CrossRef]

Zhijun, L.

L. Zhijun, D. Wasserman, S. S. Howard, A. J. Hoffman, C. F. Gmachl, W. Xiaojun, T. Tanbun-Ek, C. Liwei, and C. Fow-Sen,"Room-temperature continuous-wave quantum cascade lasers grown by MOCVD without lateral regrowth," IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 12, 1347-1349 (2006).
[CrossRef]

Appl. Opt. (4)

Appl. Phys. B (2)

G. Wysocki, R. F. Curl, F. K. Tittel, R. Maulini, J. M. Bulliard, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade laser for high resolution spectroscopic applications," Appl. Phys. B 81, 769-777 (2005).
[CrossRef]

G. Wysocki, R. Lewicki, R. F. Curl, F. K. Tittel, L. Diehl, F. Capasso, M. Troccoli, G. Hofler, D. Bour, S. Corzine, R. Maulini, M. Giovannini, and J. Faist, "Widely tunable mode-hop free external cavity quantum cascade lasers for high resolution spectroscopy and chemical sensing," Appl. Phys. B 92, 305-311 (2008).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (1)

Y. Bai, S. R. Darvish, S. Slivken, W. Zhang, A. Evans, J. Nguyen, and M. Razeghi,"Room temperature continuous wave operation of quantum cascade lasers with watt-level optical power," Appl. Phys. Lett. 92, 101105 (2008).
[CrossRef]

Appl. Spectrosc. (1)

IEEE J. Quantum Electron. (1)

A. Wittmann, T. Gresch, E. Gini, L. Hvozdara, N. Hoyler, M. Giovannini, and J. Faist, "High-Performance Bound-to-Continuum Quantum-Cascade Lasers for Broad-Gain Applications," IEEE J. Quantum Electron. 44, 36-40 (2008).
[CrossRef]

IEEE Photon. Technol. Lett. (1)

L. Zhijun, D. Wasserman, S. S. Howard, A. J. Hoffman, C. F. Gmachl, W. Xiaojun, T. Tanbun-Ek, C. Liwei, and C. Fow-Sen,"Room-temperature continuous-wave quantum cascade lasers grown by MOCVD without lateral regrowth," IEEE Photon. Technol. Lett. 18, 12, 1347-1349 (2006).
[CrossRef]

J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer (1)

L. S. Rothman, D. Jacquemart, A. Barbe, D. Chris Benner, M. Birk, L. R. Brown, M. R. Carleer, C. Chackerian, K. Chance, L. H. Coudert, V. Dana, V. M. Devi, J.-M Flaud, R. R. Gamache, A. Goldman, J.-M. Hartmann, K. W. Jucks, A. G. Maki, J.-Y. Mandin, S. T. Massie, J. Orphal, A. Perrin, C. P. Rinsland, M. A. H. Smith, J. Tennyson, R. N. Tolchenov, R. A. Toth, J. Vander Auwera, P. Varanasi, and G. Wagner, "The HITRAN 2004 molecular spectroscopic database," J. Quant. Spectrosc. Radiat. Transfer 96, 139-204 (2005).
[CrossRef]

Opt Lett. (1)

A. Mohan, A Wittmann, A. Hugi, S Blaser, M. Giovannini, and J. Faist, "Room-temperature continuous-wave operation of an external-cavity quantum cascade laser," Opt Lett. 32, 2792-2794 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Opt. Express (2)

Rev. Sci. Instrum. (1)

D. Weidmann, W. J. Reburn, and K. M. Smith, "Ground-based prototype quantum cascade laser heterodyne radiometer for atmospheric studies," Rev. Sci. Instrum. 78, 073107 (2007).
[CrossRef] [PubMed]

Science (2)

R. T. Menzies and M. S. Shumate, "Air Pollution: Remote Detection of Several Pollutant Gases with a Laser Heterodyne Radiometer," Science 184, 570-572 (1974).
[CrossRef] [PubMed]

J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, C. Sirtori, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, "Quantum Cascade Laser," Science 264, 553-556 (1994).
[CrossRef] [PubMed]

Other (3)

R.T. Menzies, "Laser heterodyne detection techniques," in Laser monitoring of the atmosphere, Springer-Verlag Topics in Appl. Phys.14, ed E. D. Hinkley, 297 (1976).

A. Betz, E. C. Sutton, and R. A. McLaren, "Infrared Heterodyne Spectroscopy in Astronomy," in Laser Spectroscopy III, Springer Series in Optical Sciences7, eds J. L. Hall and J. L. Carlsten, 31 (1977).

C. Rodgers, "Inverse methods for atmospheric sounding: theory and practice," World Scientific (2000).

Cited By

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

Alert me when this article is cited.


Figures (9)

Fig. 1.
Fig. 1.

Schematic optical layout of the external cavity quantum cascade laser heterodyne spectro-radiometer.

Fig. 2.
Fig. 2.

Wavelength calibration of a coarse grating angle scan using wavemeter readings and high-resolution motor steps. Without EC length and QCL current control the frequency sampling resolution is limited to 0.58 cm-1.

Fig. 3.
Fig. 3.

EC-QCL excess RF noise measured relatively to the photomixer noise using an RF spectrum analyzer.

Fig. 4.
Fig. 4.

An approximately 60 cm-1 wide heterodyne transmission spectrum of a 0.5% mixture of Freon 12 in air at atmospheric pressure. The retrieved spectrum and the retrieved baseline are also plotted. The lower plot shows the residual between the measured spectrum and the fit.

Fig. 5.
Fig. 5.

Record of the baseline variation within approximately 60 cm-1 for experimental noise estimation. The lower panel shows the baseline after correction with a quadratic function. The horizontal lines indicate the standard deviation of measurements.

Fig. 6.
Fig. 6.

Power spectra of the heterodyne noise (black line) and the LO power noise (blue line). The abscissa has been calibrated in terms of the Fabry-Perot cavity length.

Fig. 7.
Fig. 7.

A 100 cm-1 wide heterodyne emission spectrum of 2% Freon 12 in air at atmospheric pressure, contained in a 51 mm long gas cell.

Fig. 8.
Fig. 8.

Four high resolution transmission spectra of N2O lines located within the 1150-1260 cm-1 range. Measurements (black line) and retrieved synthetic spectra (red line) are shown. The bottom panel shows the HITRAN 2004 N2O absorption line intensities located within the EC-QCL tuning range. Arrows indicate where the laser central frequency was set to perform continuous fine tuning.

Fig. 9.
Fig. 9.

Averaging kernels from N2O high-resolution retrievals. The state vector is composed of six elements. The left-hand panel corresponds to retrieval with high confidence, whilst the right-hand panel is typical of a retrieval that should be disregarded.

Tables (1)

Tables Icon

Table 1. The spectroscopic parameters of the four N2O lines shown in Fig. 8. The last three columns indicate the retrieved pressures and the N2O concentration.

Equations (2)

Equations on this page are rendered with MathJax. Learn more.

F(k,a,b,c,σ)=10A(σ)·k·(a+bσ+cσ2),
F(k,a,b,c,σ)=B0(σ)·10A(σ)·k+BA(σ)·(110A(σ)·k)]×(a+bσ+cσ2),

Metrics