Abstract

A room-temperature resonant-cavity light source emitting at 3.327 µm is presented. It combines a CdHgTe light-emitting layer, grown by molecular beam epitaxy, and two evaporated YF3ZnS Bragg mirrors. The emitter is optically pumped by a commercial low-power GaAs laser diode. Compared with an unprocessed sample, this microcavity device shows a drastic (10-fold) linewidth reduction, a 3.3-fold intensity increase at 3.327 µm, and a 2.4-fold angular-spread decrease. The emitted optical power is 15 µW, and the device is used as a light source in a basic gas-detection setup. Measurements of a butane–propane mixture in the 1 to 5×10-3 bar range with a 5-cm-long single-path gas cell are demonstrated.

© 2000 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. W. W. Bewley, C. L. Felix, I. Vurgaftman, E. H. Aifer, J. R. Meyer, L. Goldberg, J. R. Lindle, D. H. Chow, and E. Selvig, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 660 (1998).
    [CrossRef]
  2. A. N. Baranov, Y. Rouillard, G. Boissier, P. Grech, S. Gaillard, and C. Alibert, Electron. Lett. 34, 281 (1998).
    [CrossRef]
  3. L. J. Olafsen, E. H. Aifer, I. Vurgaftman, W. W. Bewley, C. L. Felix, J. R. Meyer, D. Zhang, C. H. Lin, and S. S. Pei, Appl. Phys. Lett. 72, 2370 (1998).
    [CrossRef]
  4. C. Sirtori, J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Appl. Phys. Lett. 69, 2810 (1996).
    [CrossRef]
  5. H. Benisty, H. De Neve, and C. Weisbuch, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1612 (1998).
    [CrossRef]
  6. S. D. Smith, A. Vass, P. Bramley, J. G. Crowder, and C. H. Wang, IEE Proc. Optoelectron. 144, 266 (1997).
    [CrossRef]
  7. E. Hadji, J. Bleuse, N. Magnea, and J. L. Pautrat, Appl. Phys. Lett. 67, 2591 (1995).
    [CrossRef]
  8. C. Roux, E. Hadji, and J. L. Pautrat, Appl. Phys. Lett. 75, 3763 (1999).
    [CrossRef]
  9. E. Picard, P. Gentille, D. Martrou, and N. Magnea, Appl. Phys. Lett. 75, 677 (1999).
    [CrossRef]
  10. E. F. Schubert, N. E. J. Hunt, R. J. Malik, and M. Micovic, J. Lightwave Technol. 14, 1721 (1996).
    [CrossRef]
  11. H. Benisty, R. Stanley, and M. Mayer, J. Opt. Soc. Am. A 15, 1192 (1998).
    [CrossRef]
  12. E. Hadji, J. Bleuse, N. Magnea, and J. L. Pautrat, Solid-State Electron. 40, 473 (1996).
    [CrossRef]
  13. J. P. Zanatta, P. Ferret, G. Theret, A. Million, M. Wolny, J. P. Chamonal, and G. Destefanis, J. Electron. Mater. 27, 542 (1998).
    [CrossRef]

1999 (2)

C. Roux, E. Hadji, and J. L. Pautrat, Appl. Phys. Lett. 75, 3763 (1999).
[CrossRef]

E. Picard, P. Gentille, D. Martrou, and N. Magnea, Appl. Phys. Lett. 75, 677 (1999).
[CrossRef]

1998 (6)

H. Benisty, H. De Neve, and C. Weisbuch, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1612 (1998).
[CrossRef]

W. W. Bewley, C. L. Felix, I. Vurgaftman, E. H. Aifer, J. R. Meyer, L. Goldberg, J. R. Lindle, D. H. Chow, and E. Selvig, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 660 (1998).
[CrossRef]

A. N. Baranov, Y. Rouillard, G. Boissier, P. Grech, S. Gaillard, and C. Alibert, Electron. Lett. 34, 281 (1998).
[CrossRef]

L. J. Olafsen, E. H. Aifer, I. Vurgaftman, W. W. Bewley, C. L. Felix, J. R. Meyer, D. Zhang, C. H. Lin, and S. S. Pei, Appl. Phys. Lett. 72, 2370 (1998).
[CrossRef]

H. Benisty, R. Stanley, and M. Mayer, J. Opt. Soc. Am. A 15, 1192 (1998).
[CrossRef]

J. P. Zanatta, P. Ferret, G. Theret, A. Million, M. Wolny, J. P. Chamonal, and G. Destefanis, J. Electron. Mater. 27, 542 (1998).
[CrossRef]

1997 (1)

S. D. Smith, A. Vass, P. Bramley, J. G. Crowder, and C. H. Wang, IEE Proc. Optoelectron. 144, 266 (1997).
[CrossRef]

1996 (3)

E. F. Schubert, N. E. J. Hunt, R. J. Malik, and M. Micovic, J. Lightwave Technol. 14, 1721 (1996).
[CrossRef]

C. Sirtori, J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Appl. Phys. Lett. 69, 2810 (1996).
[CrossRef]

E. Hadji, J. Bleuse, N. Magnea, and J. L. Pautrat, Solid-State Electron. 40, 473 (1996).
[CrossRef]

1995 (1)

E. Hadji, J. Bleuse, N. Magnea, and J. L. Pautrat, Appl. Phys. Lett. 67, 2591 (1995).
[CrossRef]

Aifer, E. H.

W. W. Bewley, C. L. Felix, I. Vurgaftman, E. H. Aifer, J. R. Meyer, L. Goldberg, J. R. Lindle, D. H. Chow, and E. Selvig, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 660 (1998).
[CrossRef]

L. J. Olafsen, E. H. Aifer, I. Vurgaftman, W. W. Bewley, C. L. Felix, J. R. Meyer, D. Zhang, C. H. Lin, and S. S. Pei, Appl. Phys. Lett. 72, 2370 (1998).
[CrossRef]

Alibert, C.

A. N. Baranov, Y. Rouillard, G. Boissier, P. Grech, S. Gaillard, and C. Alibert, Electron. Lett. 34, 281 (1998).
[CrossRef]

Baranov, A. N.

A. N. Baranov, Y. Rouillard, G. Boissier, P. Grech, S. Gaillard, and C. Alibert, Electron. Lett. 34, 281 (1998).
[CrossRef]

Benisty, H.

H. Benisty, H. De Neve, and C. Weisbuch, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1612 (1998).
[CrossRef]

H. Benisty, R. Stanley, and M. Mayer, J. Opt. Soc. Am. A 15, 1192 (1998).
[CrossRef]

Bewley, W. W.

L. J. Olafsen, E. H. Aifer, I. Vurgaftman, W. W. Bewley, C. L. Felix, J. R. Meyer, D. Zhang, C. H. Lin, and S. S. Pei, Appl. Phys. Lett. 72, 2370 (1998).
[CrossRef]

W. W. Bewley, C. L. Felix, I. Vurgaftman, E. H. Aifer, J. R. Meyer, L. Goldberg, J. R. Lindle, D. H. Chow, and E. Selvig, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 660 (1998).
[CrossRef]

Bleuse, J.

E. Hadji, J. Bleuse, N. Magnea, and J. L. Pautrat, Solid-State Electron. 40, 473 (1996).
[CrossRef]

E. Hadji, J. Bleuse, N. Magnea, and J. L. Pautrat, Appl. Phys. Lett. 67, 2591 (1995).
[CrossRef]

Boissier, G.

A. N. Baranov, Y. Rouillard, G. Boissier, P. Grech, S. Gaillard, and C. Alibert, Electron. Lett. 34, 281 (1998).
[CrossRef]

Bramley, P.

S. D. Smith, A. Vass, P. Bramley, J. G. Crowder, and C. H. Wang, IEE Proc. Optoelectron. 144, 266 (1997).
[CrossRef]

Capasso, F.

C. Sirtori, J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Appl. Phys. Lett. 69, 2810 (1996).
[CrossRef]

Chamonal, J. P.

J. P. Zanatta, P. Ferret, G. Theret, A. Million, M. Wolny, J. P. Chamonal, and G. Destefanis, J. Electron. Mater. 27, 542 (1998).
[CrossRef]

Cho, A. Y.

C. Sirtori, J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Appl. Phys. Lett. 69, 2810 (1996).
[CrossRef]

Chow, D. H.

W. W. Bewley, C. L. Felix, I. Vurgaftman, E. H. Aifer, J. R. Meyer, L. Goldberg, J. R. Lindle, D. H. Chow, and E. Selvig, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 660 (1998).
[CrossRef]

Crowder, J. G.

S. D. Smith, A. Vass, P. Bramley, J. G. Crowder, and C. H. Wang, IEE Proc. Optoelectron. 144, 266 (1997).
[CrossRef]

De Neve, H.

H. Benisty, H. De Neve, and C. Weisbuch, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1612 (1998).
[CrossRef]

Destefanis, G.

J. P. Zanatta, P. Ferret, G. Theret, A. Million, M. Wolny, J. P. Chamonal, and G. Destefanis, J. Electron. Mater. 27, 542 (1998).
[CrossRef]

Faist, J.

C. Sirtori, J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Appl. Phys. Lett. 69, 2810 (1996).
[CrossRef]

Felix, C. L.

L. J. Olafsen, E. H. Aifer, I. Vurgaftman, W. W. Bewley, C. L. Felix, J. R. Meyer, D. Zhang, C. H. Lin, and S. S. Pei, Appl. Phys. Lett. 72, 2370 (1998).
[CrossRef]

W. W. Bewley, C. L. Felix, I. Vurgaftman, E. H. Aifer, J. R. Meyer, L. Goldberg, J. R. Lindle, D. H. Chow, and E. Selvig, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 660 (1998).
[CrossRef]

Ferret, P.

J. P. Zanatta, P. Ferret, G. Theret, A. Million, M. Wolny, J. P. Chamonal, and G. Destefanis, J. Electron. Mater. 27, 542 (1998).
[CrossRef]

Gaillard, S.

A. N. Baranov, Y. Rouillard, G. Boissier, P. Grech, S. Gaillard, and C. Alibert, Electron. Lett. 34, 281 (1998).
[CrossRef]

Gentille, P.

E. Picard, P. Gentille, D. Martrou, and N. Magnea, Appl. Phys. Lett. 75, 677 (1999).
[CrossRef]

Goldberg, L.

W. W. Bewley, C. L. Felix, I. Vurgaftman, E. H. Aifer, J. R. Meyer, L. Goldberg, J. R. Lindle, D. H. Chow, and E. Selvig, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 660 (1998).
[CrossRef]

Grech, P.

A. N. Baranov, Y. Rouillard, G. Boissier, P. Grech, S. Gaillard, and C. Alibert, Electron. Lett. 34, 281 (1998).
[CrossRef]

Hadji, E.

C. Roux, E. Hadji, and J. L. Pautrat, Appl. Phys. Lett. 75, 3763 (1999).
[CrossRef]

E. Hadji, J. Bleuse, N. Magnea, and J. L. Pautrat, Solid-State Electron. 40, 473 (1996).
[CrossRef]

E. Hadji, J. Bleuse, N. Magnea, and J. L. Pautrat, Appl. Phys. Lett. 67, 2591 (1995).
[CrossRef]

Hunt, N. E. J.

E. F. Schubert, N. E. J. Hunt, R. J. Malik, and M. Micovic, J. Lightwave Technol. 14, 1721 (1996).
[CrossRef]

Hutchinson, A. L.

C. Sirtori, J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Appl. Phys. Lett. 69, 2810 (1996).
[CrossRef]

Lin, C. H.

L. J. Olafsen, E. H. Aifer, I. Vurgaftman, W. W. Bewley, C. L. Felix, J. R. Meyer, D. Zhang, C. H. Lin, and S. S. Pei, Appl. Phys. Lett. 72, 2370 (1998).
[CrossRef]

Lindle, J. R.

W. W. Bewley, C. L. Felix, I. Vurgaftman, E. H. Aifer, J. R. Meyer, L. Goldberg, J. R. Lindle, D. H. Chow, and E. Selvig, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 660 (1998).
[CrossRef]

Magnea, N.

E. Picard, P. Gentille, D. Martrou, and N. Magnea, Appl. Phys. Lett. 75, 677 (1999).
[CrossRef]

E. Hadji, J. Bleuse, N. Magnea, and J. L. Pautrat, Solid-State Electron. 40, 473 (1996).
[CrossRef]

E. Hadji, J. Bleuse, N. Magnea, and J. L. Pautrat, Appl. Phys. Lett. 67, 2591 (1995).
[CrossRef]

Malik, R. J.

E. F. Schubert, N. E. J. Hunt, R. J. Malik, and M. Micovic, J. Lightwave Technol. 14, 1721 (1996).
[CrossRef]

Martrou, D.

E. Picard, P. Gentille, D. Martrou, and N. Magnea, Appl. Phys. Lett. 75, 677 (1999).
[CrossRef]

Mayer, M.

Meyer, J. R.

W. W. Bewley, C. L. Felix, I. Vurgaftman, E. H. Aifer, J. R. Meyer, L. Goldberg, J. R. Lindle, D. H. Chow, and E. Selvig, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 660 (1998).
[CrossRef]

L. J. Olafsen, E. H. Aifer, I. Vurgaftman, W. W. Bewley, C. L. Felix, J. R. Meyer, D. Zhang, C. H. Lin, and S. S. Pei, Appl. Phys. Lett. 72, 2370 (1998).
[CrossRef]

Micovic, M.

E. F. Schubert, N. E. J. Hunt, R. J. Malik, and M. Micovic, J. Lightwave Technol. 14, 1721 (1996).
[CrossRef]

Million, A.

J. P. Zanatta, P. Ferret, G. Theret, A. Million, M. Wolny, J. P. Chamonal, and G. Destefanis, J. Electron. Mater. 27, 542 (1998).
[CrossRef]

Olafsen, L. J.

L. J. Olafsen, E. H. Aifer, I. Vurgaftman, W. W. Bewley, C. L. Felix, J. R. Meyer, D. Zhang, C. H. Lin, and S. S. Pei, Appl. Phys. Lett. 72, 2370 (1998).
[CrossRef]

Pautrat, J. L.

C. Roux, E. Hadji, and J. L. Pautrat, Appl. Phys. Lett. 75, 3763 (1999).
[CrossRef]

E. Hadji, J. Bleuse, N. Magnea, and J. L. Pautrat, Solid-State Electron. 40, 473 (1996).
[CrossRef]

E. Hadji, J. Bleuse, N. Magnea, and J. L. Pautrat, Appl. Phys. Lett. 67, 2591 (1995).
[CrossRef]

Pei, S. S.

L. J. Olafsen, E. H. Aifer, I. Vurgaftman, W. W. Bewley, C. L. Felix, J. R. Meyer, D. Zhang, C. H. Lin, and S. S. Pei, Appl. Phys. Lett. 72, 2370 (1998).
[CrossRef]

Picard, E.

E. Picard, P. Gentille, D. Martrou, and N. Magnea, Appl. Phys. Lett. 75, 677 (1999).
[CrossRef]

Rouillard, Y.

A. N. Baranov, Y. Rouillard, G. Boissier, P. Grech, S. Gaillard, and C. Alibert, Electron. Lett. 34, 281 (1998).
[CrossRef]

Roux, C.

C. Roux, E. Hadji, and J. L. Pautrat, Appl. Phys. Lett. 75, 3763 (1999).
[CrossRef]

Schubert, E. F.

E. F. Schubert, N. E. J. Hunt, R. J. Malik, and M. Micovic, J. Lightwave Technol. 14, 1721 (1996).
[CrossRef]

Selvig, E.

W. W. Bewley, C. L. Felix, I. Vurgaftman, E. H. Aifer, J. R. Meyer, L. Goldberg, J. R. Lindle, D. H. Chow, and E. Selvig, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 660 (1998).
[CrossRef]

Sirtori, C.

C. Sirtori, J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Appl. Phys. Lett. 69, 2810 (1996).
[CrossRef]

Sivco, D. L.

C. Sirtori, J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Appl. Phys. Lett. 69, 2810 (1996).
[CrossRef]

Smith, S. D.

S. D. Smith, A. Vass, P. Bramley, J. G. Crowder, and C. H. Wang, IEE Proc. Optoelectron. 144, 266 (1997).
[CrossRef]

Stanley, R.

Theret, G.

J. P. Zanatta, P. Ferret, G. Theret, A. Million, M. Wolny, J. P. Chamonal, and G. Destefanis, J. Electron. Mater. 27, 542 (1998).
[CrossRef]

Vass, A.

S. D. Smith, A. Vass, P. Bramley, J. G. Crowder, and C. H. Wang, IEE Proc. Optoelectron. 144, 266 (1997).
[CrossRef]

Vurgaftman, I.

W. W. Bewley, C. L. Felix, I. Vurgaftman, E. H. Aifer, J. R. Meyer, L. Goldberg, J. R. Lindle, D. H. Chow, and E. Selvig, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 660 (1998).
[CrossRef]

L. J. Olafsen, E. H. Aifer, I. Vurgaftman, W. W. Bewley, C. L. Felix, J. R. Meyer, D. Zhang, C. H. Lin, and S. S. Pei, Appl. Phys. Lett. 72, 2370 (1998).
[CrossRef]

Wang, C. H.

S. D. Smith, A. Vass, P. Bramley, J. G. Crowder, and C. H. Wang, IEE Proc. Optoelectron. 144, 266 (1997).
[CrossRef]

Weisbuch, C.

H. Benisty, H. De Neve, and C. Weisbuch, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1612 (1998).
[CrossRef]

Wolny, M.

J. P. Zanatta, P. Ferret, G. Theret, A. Million, M. Wolny, J. P. Chamonal, and G. Destefanis, J. Electron. Mater. 27, 542 (1998).
[CrossRef]

Zanatta, J. P.

J. P. Zanatta, P. Ferret, G. Theret, A. Million, M. Wolny, J. P. Chamonal, and G. Destefanis, J. Electron. Mater. 27, 542 (1998).
[CrossRef]

Zhang, D.

L. J. Olafsen, E. H. Aifer, I. Vurgaftman, W. W. Bewley, C. L. Felix, J. R. Meyer, D. Zhang, C. H. Lin, and S. S. Pei, Appl. Phys. Lett. 72, 2370 (1998).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett. (5)

L. J. Olafsen, E. H. Aifer, I. Vurgaftman, W. W. Bewley, C. L. Felix, J. R. Meyer, D. Zhang, C. H. Lin, and S. S. Pei, Appl. Phys. Lett. 72, 2370 (1998).
[CrossRef]

C. Sirtori, J. Faist, F. Capasso, D. L. Sivco, A. L. Hutchinson, and A. Y. Cho, Appl. Phys. Lett. 69, 2810 (1996).
[CrossRef]

E. Hadji, J. Bleuse, N. Magnea, and J. L. Pautrat, Appl. Phys. Lett. 67, 2591 (1995).
[CrossRef]

C. Roux, E. Hadji, and J. L. Pautrat, Appl. Phys. Lett. 75, 3763 (1999).
[CrossRef]

E. Picard, P. Gentille, D. Martrou, and N. Magnea, Appl. Phys. Lett. 75, 677 (1999).
[CrossRef]

Electron. Lett. (1)

A. N. Baranov, Y. Rouillard, G. Boissier, P. Grech, S. Gaillard, and C. Alibert, Electron. Lett. 34, 281 (1998).
[CrossRef]

IEE Proc. Optoelectron. (1)

S. D. Smith, A. Vass, P. Bramley, J. G. Crowder, and C. H. Wang, IEE Proc. Optoelectron. 144, 266 (1997).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron. (1)

H. Benisty, H. De Neve, and C. Weisbuch, IEEE J. Quantum Electron. 34, 1612 (1998).
[CrossRef]

IEEE Photon. Technol. Lett. (1)

W. W. Bewley, C. L. Felix, I. Vurgaftman, E. H. Aifer, J. R. Meyer, L. Goldberg, J. R. Lindle, D. H. Chow, and E. Selvig, IEEE Photon. Technol. Lett. 10, 660 (1998).
[CrossRef]

J. Electron. Mater. (1)

J. P. Zanatta, P. Ferret, G. Theret, A. Million, M. Wolny, J. P. Chamonal, and G. Destefanis, J. Electron. Mater. 27, 542 (1998).
[CrossRef]

J. Lightwave Technol. (1)

E. F. Schubert, N. E. J. Hunt, R. J. Malik, and M. Micovic, J. Lightwave Technol. 14, 1721 (1996).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. A (1)

Solid-State Electron. (1)

E. Hadji, J. Bleuse, N. Magnea, and J. L. Pautrat, Solid-State Electron. 40, 473 (1996).
[CrossRef]

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 (3)

Fig. 1
Fig. 1

Room-temperature spectra recorded with a collection half angle of 1.9° showing light-emission narrowing and enhancement of the microcavity device compared with the unprocessed reference sample. Inset, active-layer structure.

Fig. 2
Fig. 2

(a) Measured and (b) calculated device emission and (c) measured and (d) calculated reference-sample emission as a function of output angle. The calculations are plotted on the scale of the measurement, but the scaling factor is the same for the device and the reference samples. Inset, (a) device spectrum compared with (b) normalized transmission of the structure.

Fig. 3
Fig. 3

Top, spectra recorded for 0, 5, 10, 50, 100, 450, and 1000 mbars of gas in the cell. Bottom, absorption spectrum of the monitored gas measured on a Fourier-transform spectrometer (gas pressure, 1 atm).

Equations (2)

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

G0=Γ21+Rback21-Rout1-RoutRback2τcavτbulk,
Rback*=Rback exp-2 Γαd,

Metrics