Abstract

We have extensively studied the frequency noise and relative intensity noise spectra in a tunable external-cavity InGaN diode laser at blue (420 nm) wavelengths. We report flicker (1/f) frequency-noise behavior at low Fourier frequencies measured using offset frequency-absorption spectroscopy on Rb85 vapor cells, which yields an estimated lasing linewidth of 870 kHz. From considerations of high-dislocation density in III nitride epitaxy, 1/f noise and linewidth were expected to be larger than in conventional III-V lasers. Surprisingly, the measured noise characteristics are comparable to or better than those of near-infrared distributed feedback lasers and external-cavity diode lasers. The noise-reduction mechanism is attributed to the wavelength dependence of 1/f noise. We discuss challenges in atomic spectroscopy applications caused by defects and mode-clustering effect in GaN lasers. Using the Hakki–Paoli analysis in an aged laser diode, we provide possible explanation about the origin of observed mode clustering.

© 2014 Optical Society of America

Full Article  |  PDF Article

References

  • View by:
  • |
  • |
  • |

  1. R. Hofmann, V. Wagner, H.-P. Gauggel, F. Adler, P. Ernst, H. Bolay, A. Sohmer, F. Scholz, and H. C. Schweizer, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 456 (1997).
    [CrossRef]
  2. H. Schweizer, H. Gräbeldinger, V. Dumitru, M. Jetter, S. Bader, G. Brüderl, A. Weimar, A. Lell, and V. Härle, Phys. Status Solidi A 192, 301 (2002).
    [CrossRef]
  3. T. Onishi, O. Imafuji, K. Nagamatsu, M. Kawaguchi, K. Yamanaka, and S. Takigawa, IEEE J. Quantum Electron. 48, 1107 (2012).
    [CrossRef]
  4. G. Cosendey, A. Castiglia, G. Rossbach, J.-F. Carlin, and N. Grandjean, Appl. Phys. Lett. 101, 151113 (2012).
    [CrossRef]
  5. H. Leinen, D. Gläßner, H. Metcalf, R. Wynands, D. Haubrich, and D. Meschede, Appl. Phys. B 70, 567 (2000).
    [CrossRef]
  6. D. J. Lonsdale, A. P. Willis, and T. A. King, Meas. Sci. Technol. 13, 488 (2002).
  7. L. Hildebrant, R. Knispel, S. Stry, J. R. Sacher, and F. Schael, Appl. Opt. 42, 2110 (2003).
    [CrossRef]
  8. O. M. Maragò, B. Fazio, P. G. Gucciardi, and E. Arimondo, Appl. Phys. B 77, 809 (2003).
    [CrossRef]
  9. J. Hult, I. S. Burns, and C. F. Kaminski, Appl. Opt. 44, 3675 (2005).
    [CrossRef]
  10. M. Horstjann, V. Nenakhov, and J. P. Burrows, Appl. Phys. B 106, 261 (2012).
    [CrossRef]
  11. S. Pralgauskaite, V. Palenskis, and J. Matukas, in Semiconductor Laser Diode Technology and Applications, D. S. Patil, ed. (InTech, 2012), pp. 133–160.
  12. K. Motoki, SEI Tech. Rev. 70, 28 (2010).
  13. GaAs wafer specifications from AXT Inc., http://www.axt.com/site/index.php?q=node/37 .
  14. S. Nakamura, M. Senoh, S. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, Y. Sugimoto, and H. Kiyoku, Appl. Phys. Lett. 69, 1568 (1996).
    [CrossRef]
  15. I. V. Smetanin and P. P. Vasil’ev, Appl. Phys. Lett. 100, 041113 (2012).
    [CrossRef]
  16. P. P. Vasil’ev, A. B. Sergeev, I. V. Smetanin, T. Weig, U. T. Schwarz, L. Sulmoni, J. Dorsaz, J. M. Lamy, J. F. Carlin, N. Grandjean, X. Zeng, T. Stadelmann, S. Grossmann, A. C. Hoogerwerf, and D. L. Boiko, Appl. Phys. Lett. 102, 121115 (2013).
    [CrossRef]
  17. A. S. Zubrilov, V. I. Nikolaev, D. V. Tsvetkov, V. A. Dmitriev, K. G. Irvine, J. A. Edmond, and C. H. Carter, Appl. Phys. Lett. 67, 533 (1995).
    [CrossRef]
  18. R. G. Waters, Prog. Quantum Electron. 15, 153 (1991).
    [CrossRef]
  19. I. Ratschinski, H. S. Leipner, F. Heyroth, W. Fränzel, O. Moutanabbir, R. Hammer, and M. Jurisch, J. Phys.: Conf. Ser. 281, 012007 (2011).
    [CrossRef]
  20. R. K. Sink, “Cleaved-facet group-III nitride lasers,” Ph.D. dissertation (University of California at Santa Barbara, 2000).
  21. E. Caliebe and K. Niemax, J. Phys. B 12, L45 (1979).
    [CrossRef]
  22. D. A. Steck, “Rubidium 85 D Line Data,” http://steck.us/alkalidata/rubidium85numbers.pdf .
  23. L. D. Turner, K. P. Weber, C. J. Hawthorn, and R. E. Scholten, Opt. Commun. 201, 391 (2002).
    [CrossRef]
  24. G. Di Domenico, S. Schilt, and P. Thomann, Appl. Opt. 49, 4801 (2010).
    [CrossRef]
  25. M. Yamada, IEEE J. Quantum Electron. 30, 1511 (1994).
    [CrossRef]
  26. J. J. McFerran and A. N. Luiten, J. Opt. Soc. Am. B 27, 277 (2010).
    [CrossRef]
  27. C. Affolderbach and G. Mileti, Rev. Sci. Instrum. 76, 073108 (2005).
    [CrossRef]
  28. K. Matsuoka, K. Saeki, E. Teraoka, M. Yamada, and Y. Kuwamura, Proc. SPIE 6133, 61330P (2006).
    [CrossRef]
  29. R. J. Fronen and L. K. J. Vandamme, IEEE J. Quantum Electron. 24, 724 (1988).
    [CrossRef]

2013

P. P. Vasil’ev, A. B. Sergeev, I. V. Smetanin, T. Weig, U. T. Schwarz, L. Sulmoni, J. Dorsaz, J. M. Lamy, J. F. Carlin, N. Grandjean, X. Zeng, T. Stadelmann, S. Grossmann, A. C. Hoogerwerf, and D. L. Boiko, Appl. Phys. Lett. 102, 121115 (2013).
[CrossRef]

2012

M. Horstjann, V. Nenakhov, and J. P. Burrows, Appl. Phys. B 106, 261 (2012).
[CrossRef]

I. V. Smetanin and P. P. Vasil’ev, Appl. Phys. Lett. 100, 041113 (2012).
[CrossRef]

T. Onishi, O. Imafuji, K. Nagamatsu, M. Kawaguchi, K. Yamanaka, and S. Takigawa, IEEE J. Quantum Electron. 48, 1107 (2012).
[CrossRef]

G. Cosendey, A. Castiglia, G. Rossbach, J.-F. Carlin, and N. Grandjean, Appl. Phys. Lett. 101, 151113 (2012).
[CrossRef]

2011

I. Ratschinski, H. S. Leipner, F. Heyroth, W. Fränzel, O. Moutanabbir, R. Hammer, and M. Jurisch, J. Phys.: Conf. Ser. 281, 012007 (2011).
[CrossRef]

2010

2006

K. Matsuoka, K. Saeki, E. Teraoka, M. Yamada, and Y. Kuwamura, Proc. SPIE 6133, 61330P (2006).
[CrossRef]

2005

C. Affolderbach and G. Mileti, Rev. Sci. Instrum. 76, 073108 (2005).
[CrossRef]

J. Hult, I. S. Burns, and C. F. Kaminski, Appl. Opt. 44, 3675 (2005).
[CrossRef]

2003

L. Hildebrant, R. Knispel, S. Stry, J. R. Sacher, and F. Schael, Appl. Opt. 42, 2110 (2003).
[CrossRef]

O. M. Maragò, B. Fazio, P. G. Gucciardi, and E. Arimondo, Appl. Phys. B 77, 809 (2003).
[CrossRef]

2002

D. J. Lonsdale, A. P. Willis, and T. A. King, Meas. Sci. Technol. 13, 488 (2002).

H. Schweizer, H. Gräbeldinger, V. Dumitru, M. Jetter, S. Bader, G. Brüderl, A. Weimar, A. Lell, and V. Härle, Phys. Status Solidi A 192, 301 (2002).
[CrossRef]

L. D. Turner, K. P. Weber, C. J. Hawthorn, and R. E. Scholten, Opt. Commun. 201, 391 (2002).
[CrossRef]

2000

H. Leinen, D. Gläßner, H. Metcalf, R. Wynands, D. Haubrich, and D. Meschede, Appl. Phys. B 70, 567 (2000).
[CrossRef]

1997

R. Hofmann, V. Wagner, H.-P. Gauggel, F. Adler, P. Ernst, H. Bolay, A. Sohmer, F. Scholz, and H. C. Schweizer, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 456 (1997).
[CrossRef]

1996

S. Nakamura, M. Senoh, S. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, Y. Sugimoto, and H. Kiyoku, Appl. Phys. Lett. 69, 1568 (1996).
[CrossRef]

1995

A. S. Zubrilov, V. I. Nikolaev, D. V. Tsvetkov, V. A. Dmitriev, K. G. Irvine, J. A. Edmond, and C. H. Carter, Appl. Phys. Lett. 67, 533 (1995).
[CrossRef]

1994

M. Yamada, IEEE J. Quantum Electron. 30, 1511 (1994).
[CrossRef]

1991

R. G. Waters, Prog. Quantum Electron. 15, 153 (1991).
[CrossRef]

1988

R. J. Fronen and L. K. J. Vandamme, IEEE J. Quantum Electron. 24, 724 (1988).
[CrossRef]

1979

E. Caliebe and K. Niemax, J. Phys. B 12, L45 (1979).
[CrossRef]

Adler, F.

R. Hofmann, V. Wagner, H.-P. Gauggel, F. Adler, P. Ernst, H. Bolay, A. Sohmer, F. Scholz, and H. C. Schweizer, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 456 (1997).
[CrossRef]

Affolderbach, C.

C. Affolderbach and G. Mileti, Rev. Sci. Instrum. 76, 073108 (2005).
[CrossRef]

Arimondo, E.

O. M. Maragò, B. Fazio, P. G. Gucciardi, and E. Arimondo, Appl. Phys. B 77, 809 (2003).
[CrossRef]

Bader, S.

H. Schweizer, H. Gräbeldinger, V. Dumitru, M. Jetter, S. Bader, G. Brüderl, A. Weimar, A. Lell, and V. Härle, Phys. Status Solidi A 192, 301 (2002).
[CrossRef]

Boiko, D. L.

P. P. Vasil’ev, A. B. Sergeev, I. V. Smetanin, T. Weig, U. T. Schwarz, L. Sulmoni, J. Dorsaz, J. M. Lamy, J. F. Carlin, N. Grandjean, X. Zeng, T. Stadelmann, S. Grossmann, A. C. Hoogerwerf, and D. L. Boiko, Appl. Phys. Lett. 102, 121115 (2013).
[CrossRef]

Bolay, H.

R. Hofmann, V. Wagner, H.-P. Gauggel, F. Adler, P. Ernst, H. Bolay, A. Sohmer, F. Scholz, and H. C. Schweizer, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 456 (1997).
[CrossRef]

Brüderl, G.

H. Schweizer, H. Gräbeldinger, V. Dumitru, M. Jetter, S. Bader, G. Brüderl, A. Weimar, A. Lell, and V. Härle, Phys. Status Solidi A 192, 301 (2002).
[CrossRef]

Burns, I. S.

Burrows, J. P.

M. Horstjann, V. Nenakhov, and J. P. Burrows, Appl. Phys. B 106, 261 (2012).
[CrossRef]

Caliebe, E.

E. Caliebe and K. Niemax, J. Phys. B 12, L45 (1979).
[CrossRef]

Carlin, J. F.

P. P. Vasil’ev, A. B. Sergeev, I. V. Smetanin, T. Weig, U. T. Schwarz, L. Sulmoni, J. Dorsaz, J. M. Lamy, J. F. Carlin, N. Grandjean, X. Zeng, T. Stadelmann, S. Grossmann, A. C. Hoogerwerf, and D. L. Boiko, Appl. Phys. Lett. 102, 121115 (2013).
[CrossRef]

Carlin, J.-F.

G. Cosendey, A. Castiglia, G. Rossbach, J.-F. Carlin, and N. Grandjean, Appl. Phys. Lett. 101, 151113 (2012).
[CrossRef]

Carter, C. H.

A. S. Zubrilov, V. I. Nikolaev, D. V. Tsvetkov, V. A. Dmitriev, K. G. Irvine, J. A. Edmond, and C. H. Carter, Appl. Phys. Lett. 67, 533 (1995).
[CrossRef]

Castiglia, A.

G. Cosendey, A. Castiglia, G. Rossbach, J.-F. Carlin, and N. Grandjean, Appl. Phys. Lett. 101, 151113 (2012).
[CrossRef]

Cosendey, G.

G. Cosendey, A. Castiglia, G. Rossbach, J.-F. Carlin, and N. Grandjean, Appl. Phys. Lett. 101, 151113 (2012).
[CrossRef]

Di Domenico, G.

Dmitriev, V. A.

A. S. Zubrilov, V. I. Nikolaev, D. V. Tsvetkov, V. A. Dmitriev, K. G. Irvine, J. A. Edmond, and C. H. Carter, Appl. Phys. Lett. 67, 533 (1995).
[CrossRef]

Dorsaz, J.

P. P. Vasil’ev, A. B. Sergeev, I. V. Smetanin, T. Weig, U. T. Schwarz, L. Sulmoni, J. Dorsaz, J. M. Lamy, J. F. Carlin, N. Grandjean, X. Zeng, T. Stadelmann, S. Grossmann, A. C. Hoogerwerf, and D. L. Boiko, Appl. Phys. Lett. 102, 121115 (2013).
[CrossRef]

Dumitru, V.

H. Schweizer, H. Gräbeldinger, V. Dumitru, M. Jetter, S. Bader, G. Brüderl, A. Weimar, A. Lell, and V. Härle, Phys. Status Solidi A 192, 301 (2002).
[CrossRef]

Edmond, J. A.

A. S. Zubrilov, V. I. Nikolaev, D. V. Tsvetkov, V. A. Dmitriev, K. G. Irvine, J. A. Edmond, and C. H. Carter, Appl. Phys. Lett. 67, 533 (1995).
[CrossRef]

Ernst, P.

R. Hofmann, V. Wagner, H.-P. Gauggel, F. Adler, P. Ernst, H. Bolay, A. Sohmer, F. Scholz, and H. C. Schweizer, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 456 (1997).
[CrossRef]

Fazio, B.

O. M. Maragò, B. Fazio, P. G. Gucciardi, and E. Arimondo, Appl. Phys. B 77, 809 (2003).
[CrossRef]

Fränzel, W.

I. Ratschinski, H. S. Leipner, F. Heyroth, W. Fränzel, O. Moutanabbir, R. Hammer, and M. Jurisch, J. Phys.: Conf. Ser. 281, 012007 (2011).
[CrossRef]

Fronen, R. J.

R. J. Fronen and L. K. J. Vandamme, IEEE J. Quantum Electron. 24, 724 (1988).
[CrossRef]

Gauggel, H.-P.

R. Hofmann, V. Wagner, H.-P. Gauggel, F. Adler, P. Ernst, H. Bolay, A. Sohmer, F. Scholz, and H. C. Schweizer, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 456 (1997).
[CrossRef]

Gläßner, D.

H. Leinen, D. Gläßner, H. Metcalf, R. Wynands, D. Haubrich, and D. Meschede, Appl. Phys. B 70, 567 (2000).
[CrossRef]

Gräbeldinger, H.

H. Schweizer, H. Gräbeldinger, V. Dumitru, M. Jetter, S. Bader, G. Brüderl, A. Weimar, A. Lell, and V. Härle, Phys. Status Solidi A 192, 301 (2002).
[CrossRef]

Grandjean, N.

P. P. Vasil’ev, A. B. Sergeev, I. V. Smetanin, T. Weig, U. T. Schwarz, L. Sulmoni, J. Dorsaz, J. M. Lamy, J. F. Carlin, N. Grandjean, X. Zeng, T. Stadelmann, S. Grossmann, A. C. Hoogerwerf, and D. L. Boiko, Appl. Phys. Lett. 102, 121115 (2013).
[CrossRef]

G. Cosendey, A. Castiglia, G. Rossbach, J.-F. Carlin, and N. Grandjean, Appl. Phys. Lett. 101, 151113 (2012).
[CrossRef]

Grossmann, S.

P. P. Vasil’ev, A. B. Sergeev, I. V. Smetanin, T. Weig, U. T. Schwarz, L. Sulmoni, J. Dorsaz, J. M. Lamy, J. F. Carlin, N. Grandjean, X. Zeng, T. Stadelmann, S. Grossmann, A. C. Hoogerwerf, and D. L. Boiko, Appl. Phys. Lett. 102, 121115 (2013).
[CrossRef]

Gucciardi, P. G.

O. M. Maragò, B. Fazio, P. G. Gucciardi, and E. Arimondo, Appl. Phys. B 77, 809 (2003).
[CrossRef]

Hammer, R.

I. Ratschinski, H. S. Leipner, F. Heyroth, W. Fränzel, O. Moutanabbir, R. Hammer, and M. Jurisch, J. Phys.: Conf. Ser. 281, 012007 (2011).
[CrossRef]

Härle, V.

H. Schweizer, H. Gräbeldinger, V. Dumitru, M. Jetter, S. Bader, G. Brüderl, A. Weimar, A. Lell, and V. Härle, Phys. Status Solidi A 192, 301 (2002).
[CrossRef]

Haubrich, D.

H. Leinen, D. Gläßner, H. Metcalf, R. Wynands, D. Haubrich, and D. Meschede, Appl. Phys. B 70, 567 (2000).
[CrossRef]

Hawthorn, C. J.

L. D. Turner, K. P. Weber, C. J. Hawthorn, and R. E. Scholten, Opt. Commun. 201, 391 (2002).
[CrossRef]

Heyroth, F.

I. Ratschinski, H. S. Leipner, F. Heyroth, W. Fränzel, O. Moutanabbir, R. Hammer, and M. Jurisch, J. Phys.: Conf. Ser. 281, 012007 (2011).
[CrossRef]

Hildebrant, L.

Hofmann, R.

R. Hofmann, V. Wagner, H.-P. Gauggel, F. Adler, P. Ernst, H. Bolay, A. Sohmer, F. Scholz, and H. C. Schweizer, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 456 (1997).
[CrossRef]

Hoogerwerf, A. C.

P. P. Vasil’ev, A. B. Sergeev, I. V. Smetanin, T. Weig, U. T. Schwarz, L. Sulmoni, J. Dorsaz, J. M. Lamy, J. F. Carlin, N. Grandjean, X. Zeng, T. Stadelmann, S. Grossmann, A. C. Hoogerwerf, and D. L. Boiko, Appl. Phys. Lett. 102, 121115 (2013).
[CrossRef]

Horstjann, M.

M. Horstjann, V. Nenakhov, and J. P. Burrows, Appl. Phys. B 106, 261 (2012).
[CrossRef]

Hult, J.

Imafuji, O.

T. Onishi, O. Imafuji, K. Nagamatsu, M. Kawaguchi, K. Yamanaka, and S. Takigawa, IEEE J. Quantum Electron. 48, 1107 (2012).
[CrossRef]

Irvine, K. G.

A. S. Zubrilov, V. I. Nikolaev, D. V. Tsvetkov, V. A. Dmitriev, K. G. Irvine, J. A. Edmond, and C. H. Carter, Appl. Phys. Lett. 67, 533 (1995).
[CrossRef]

Iwasa, N.

S. Nakamura, M. Senoh, S. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, Y. Sugimoto, and H. Kiyoku, Appl. Phys. Lett. 69, 1568 (1996).
[CrossRef]

Jetter, M.

H. Schweizer, H. Gräbeldinger, V. Dumitru, M. Jetter, S. Bader, G. Brüderl, A. Weimar, A. Lell, and V. Härle, Phys. Status Solidi A 192, 301 (2002).
[CrossRef]

Jurisch, M.

I. Ratschinski, H. S. Leipner, F. Heyroth, W. Fränzel, O. Moutanabbir, R. Hammer, and M. Jurisch, J. Phys.: Conf. Ser. 281, 012007 (2011).
[CrossRef]

Kaminski, C. F.

Kawaguchi, M.

T. Onishi, O. Imafuji, K. Nagamatsu, M. Kawaguchi, K. Yamanaka, and S. Takigawa, IEEE J. Quantum Electron. 48, 1107 (2012).
[CrossRef]

King, T. A.

D. J. Lonsdale, A. P. Willis, and T. A. King, Meas. Sci. Technol. 13, 488 (2002).

Kiyoku, H.

S. Nakamura, M. Senoh, S. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, Y. Sugimoto, and H. Kiyoku, Appl. Phys. Lett. 69, 1568 (1996).
[CrossRef]

Knispel, R.

Kuwamura, Y.

K. Matsuoka, K. Saeki, E. Teraoka, M. Yamada, and Y. Kuwamura, Proc. SPIE 6133, 61330P (2006).
[CrossRef]

Lamy, J. M.

P. P. Vasil’ev, A. B. Sergeev, I. V. Smetanin, T. Weig, U. T. Schwarz, L. Sulmoni, J. Dorsaz, J. M. Lamy, J. F. Carlin, N. Grandjean, X. Zeng, T. Stadelmann, S. Grossmann, A. C. Hoogerwerf, and D. L. Boiko, Appl. Phys. Lett. 102, 121115 (2013).
[CrossRef]

Leinen, H.

H. Leinen, D. Gläßner, H. Metcalf, R. Wynands, D. Haubrich, and D. Meschede, Appl. Phys. B 70, 567 (2000).
[CrossRef]

Leipner, H. S.

I. Ratschinski, H. S. Leipner, F. Heyroth, W. Fränzel, O. Moutanabbir, R. Hammer, and M. Jurisch, J. Phys.: Conf. Ser. 281, 012007 (2011).
[CrossRef]

Lell, A.

H. Schweizer, H. Gräbeldinger, V. Dumitru, M. Jetter, S. Bader, G. Brüderl, A. Weimar, A. Lell, and V. Härle, Phys. Status Solidi A 192, 301 (2002).
[CrossRef]

Lonsdale, D. J.

D. J. Lonsdale, A. P. Willis, and T. A. King, Meas. Sci. Technol. 13, 488 (2002).

Luiten, A. N.

Maragò, O. M.

O. M. Maragò, B. Fazio, P. G. Gucciardi, and E. Arimondo, Appl. Phys. B 77, 809 (2003).
[CrossRef]

Matsuoka, K.

K. Matsuoka, K. Saeki, E. Teraoka, M. Yamada, and Y. Kuwamura, Proc. SPIE 6133, 61330P (2006).
[CrossRef]

Matsushita, T.

S. Nakamura, M. Senoh, S. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, Y. Sugimoto, and H. Kiyoku, Appl. Phys. Lett. 69, 1568 (1996).
[CrossRef]

Matukas, J.

S. Pralgauskaite, V. Palenskis, and J. Matukas, in Semiconductor Laser Diode Technology and Applications, D. S. Patil, ed. (InTech, 2012), pp. 133–160.

McFerran, J. J.

Meschede, D.

H. Leinen, D. Gläßner, H. Metcalf, R. Wynands, D. Haubrich, and D. Meschede, Appl. Phys. B 70, 567 (2000).
[CrossRef]

Metcalf, H.

H. Leinen, D. Gläßner, H. Metcalf, R. Wynands, D. Haubrich, and D. Meschede, Appl. Phys. B 70, 567 (2000).
[CrossRef]

Mileti, G.

C. Affolderbach and G. Mileti, Rev. Sci. Instrum. 76, 073108 (2005).
[CrossRef]

Motoki, K.

K. Motoki, SEI Tech. Rev. 70, 28 (2010).

Moutanabbir, O.

I. Ratschinski, H. S. Leipner, F. Heyroth, W. Fränzel, O. Moutanabbir, R. Hammer, and M. Jurisch, J. Phys.: Conf. Ser. 281, 012007 (2011).
[CrossRef]

Nagahama, S.

S. Nakamura, M. Senoh, S. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, Y. Sugimoto, and H. Kiyoku, Appl. Phys. Lett. 69, 1568 (1996).
[CrossRef]

Nagamatsu, K.

T. Onishi, O. Imafuji, K. Nagamatsu, M. Kawaguchi, K. Yamanaka, and S. Takigawa, IEEE J. Quantum Electron. 48, 1107 (2012).
[CrossRef]

Nakamura, S.

S. Nakamura, M. Senoh, S. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, Y. Sugimoto, and H. Kiyoku, Appl. Phys. Lett. 69, 1568 (1996).
[CrossRef]

Nenakhov, V.

M. Horstjann, V. Nenakhov, and J. P. Burrows, Appl. Phys. B 106, 261 (2012).
[CrossRef]

Niemax, K.

E. Caliebe and K. Niemax, J. Phys. B 12, L45 (1979).
[CrossRef]

Nikolaev, V. I.

A. S. Zubrilov, V. I. Nikolaev, D. V. Tsvetkov, V. A. Dmitriev, K. G. Irvine, J. A. Edmond, and C. H. Carter, Appl. Phys. Lett. 67, 533 (1995).
[CrossRef]

Onishi, T.

T. Onishi, O. Imafuji, K. Nagamatsu, M. Kawaguchi, K. Yamanaka, and S. Takigawa, IEEE J. Quantum Electron. 48, 1107 (2012).
[CrossRef]

Palenskis, V.

S. Pralgauskaite, V. Palenskis, and J. Matukas, in Semiconductor Laser Diode Technology and Applications, D. S. Patil, ed. (InTech, 2012), pp. 133–160.

Pralgauskaite, S.

S. Pralgauskaite, V. Palenskis, and J. Matukas, in Semiconductor Laser Diode Technology and Applications, D. S. Patil, ed. (InTech, 2012), pp. 133–160.

Ratschinski, I.

I. Ratschinski, H. S. Leipner, F. Heyroth, W. Fränzel, O. Moutanabbir, R. Hammer, and M. Jurisch, J. Phys.: Conf. Ser. 281, 012007 (2011).
[CrossRef]

Rossbach, G.

G. Cosendey, A. Castiglia, G. Rossbach, J.-F. Carlin, and N. Grandjean, Appl. Phys. Lett. 101, 151113 (2012).
[CrossRef]

Sacher, J. R.

Saeki, K.

K. Matsuoka, K. Saeki, E. Teraoka, M. Yamada, and Y. Kuwamura, Proc. SPIE 6133, 61330P (2006).
[CrossRef]

Schael, F.

Schilt, S.

Scholten, R. E.

L. D. Turner, K. P. Weber, C. J. Hawthorn, and R. E. Scholten, Opt. Commun. 201, 391 (2002).
[CrossRef]

Scholz, F.

R. Hofmann, V. Wagner, H.-P. Gauggel, F. Adler, P. Ernst, H. Bolay, A. Sohmer, F. Scholz, and H. C. Schweizer, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 456 (1997).
[CrossRef]

Schwarz, U. T.

P. P. Vasil’ev, A. B. Sergeev, I. V. Smetanin, T. Weig, U. T. Schwarz, L. Sulmoni, J. Dorsaz, J. M. Lamy, J. F. Carlin, N. Grandjean, X. Zeng, T. Stadelmann, S. Grossmann, A. C. Hoogerwerf, and D. L. Boiko, Appl. Phys. Lett. 102, 121115 (2013).
[CrossRef]

Schweizer, H.

H. Schweizer, H. Gräbeldinger, V. Dumitru, M. Jetter, S. Bader, G. Brüderl, A. Weimar, A. Lell, and V. Härle, Phys. Status Solidi A 192, 301 (2002).
[CrossRef]

Schweizer, H. C.

R. Hofmann, V. Wagner, H.-P. Gauggel, F. Adler, P. Ernst, H. Bolay, A. Sohmer, F. Scholz, and H. C. Schweizer, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 456 (1997).
[CrossRef]

Senoh, M.

S. Nakamura, M. Senoh, S. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, Y. Sugimoto, and H. Kiyoku, Appl. Phys. Lett. 69, 1568 (1996).
[CrossRef]

Sergeev, A. B.

P. P. Vasil’ev, A. B. Sergeev, I. V. Smetanin, T. Weig, U. T. Schwarz, L. Sulmoni, J. Dorsaz, J. M. Lamy, J. F. Carlin, N. Grandjean, X. Zeng, T. Stadelmann, S. Grossmann, A. C. Hoogerwerf, and D. L. Boiko, Appl. Phys. Lett. 102, 121115 (2013).
[CrossRef]

Sink, R. K.

R. K. Sink, “Cleaved-facet group-III nitride lasers,” Ph.D. dissertation (University of California at Santa Barbara, 2000).

Smetanin, I. V.

P. P. Vasil’ev, A. B. Sergeev, I. V. Smetanin, T. Weig, U. T. Schwarz, L. Sulmoni, J. Dorsaz, J. M. Lamy, J. F. Carlin, N. Grandjean, X. Zeng, T. Stadelmann, S. Grossmann, A. C. Hoogerwerf, and D. L. Boiko, Appl. Phys. Lett. 102, 121115 (2013).
[CrossRef]

I. V. Smetanin and P. P. Vasil’ev, Appl. Phys. Lett. 100, 041113 (2012).
[CrossRef]

Sohmer, A.

R. Hofmann, V. Wagner, H.-P. Gauggel, F. Adler, P. Ernst, H. Bolay, A. Sohmer, F. Scholz, and H. C. Schweizer, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 456 (1997).
[CrossRef]

Stadelmann, T.

P. P. Vasil’ev, A. B. Sergeev, I. V. Smetanin, T. Weig, U. T. Schwarz, L. Sulmoni, J. Dorsaz, J. M. Lamy, J. F. Carlin, N. Grandjean, X. Zeng, T. Stadelmann, S. Grossmann, A. C. Hoogerwerf, and D. L. Boiko, Appl. Phys. Lett. 102, 121115 (2013).
[CrossRef]

Stry, S.

Sugimoto, Y.

S. Nakamura, M. Senoh, S. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, Y. Sugimoto, and H. Kiyoku, Appl. Phys. Lett. 69, 1568 (1996).
[CrossRef]

Sulmoni, L.

P. P. Vasil’ev, A. B. Sergeev, I. V. Smetanin, T. Weig, U. T. Schwarz, L. Sulmoni, J. Dorsaz, J. M. Lamy, J. F. Carlin, N. Grandjean, X. Zeng, T. Stadelmann, S. Grossmann, A. C. Hoogerwerf, and D. L. Boiko, Appl. Phys. Lett. 102, 121115 (2013).
[CrossRef]

Takigawa, S.

T. Onishi, O. Imafuji, K. Nagamatsu, M. Kawaguchi, K. Yamanaka, and S. Takigawa, IEEE J. Quantum Electron. 48, 1107 (2012).
[CrossRef]

Teraoka, E.

K. Matsuoka, K. Saeki, E. Teraoka, M. Yamada, and Y. Kuwamura, Proc. SPIE 6133, 61330P (2006).
[CrossRef]

Thomann, P.

Tsvetkov, D. V.

A. S. Zubrilov, V. I. Nikolaev, D. V. Tsvetkov, V. A. Dmitriev, K. G. Irvine, J. A. Edmond, and C. H. Carter, Appl. Phys. Lett. 67, 533 (1995).
[CrossRef]

Turner, L. D.

L. D. Turner, K. P. Weber, C. J. Hawthorn, and R. E. Scholten, Opt. Commun. 201, 391 (2002).
[CrossRef]

Vandamme, L. K. J.

R. J. Fronen and L. K. J. Vandamme, IEEE J. Quantum Electron. 24, 724 (1988).
[CrossRef]

Vasil’ev, P. P.

P. P. Vasil’ev, A. B. Sergeev, I. V. Smetanin, T. Weig, U. T. Schwarz, L. Sulmoni, J. Dorsaz, J. M. Lamy, J. F. Carlin, N. Grandjean, X. Zeng, T. Stadelmann, S. Grossmann, A. C. Hoogerwerf, and D. L. Boiko, Appl. Phys. Lett. 102, 121115 (2013).
[CrossRef]

I. V. Smetanin and P. P. Vasil’ev, Appl. Phys. Lett. 100, 041113 (2012).
[CrossRef]

Wagner, V.

R. Hofmann, V. Wagner, H.-P. Gauggel, F. Adler, P. Ernst, H. Bolay, A. Sohmer, F. Scholz, and H. C. Schweizer, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 456 (1997).
[CrossRef]

Waters, R. G.

R. G. Waters, Prog. Quantum Electron. 15, 153 (1991).
[CrossRef]

Weber, K. P.

L. D. Turner, K. P. Weber, C. J. Hawthorn, and R. E. Scholten, Opt. Commun. 201, 391 (2002).
[CrossRef]

Weig, T.

P. P. Vasil’ev, A. B. Sergeev, I. V. Smetanin, T. Weig, U. T. Schwarz, L. Sulmoni, J. Dorsaz, J. M. Lamy, J. F. Carlin, N. Grandjean, X. Zeng, T. Stadelmann, S. Grossmann, A. C. Hoogerwerf, and D. L. Boiko, Appl. Phys. Lett. 102, 121115 (2013).
[CrossRef]

Weimar, A.

H. Schweizer, H. Gräbeldinger, V. Dumitru, M. Jetter, S. Bader, G. Brüderl, A. Weimar, A. Lell, and V. Härle, Phys. Status Solidi A 192, 301 (2002).
[CrossRef]

Willis, A. P.

D. J. Lonsdale, A. P. Willis, and T. A. King, Meas. Sci. Technol. 13, 488 (2002).

Wynands, R.

H. Leinen, D. Gläßner, H. Metcalf, R. Wynands, D. Haubrich, and D. Meschede, Appl. Phys. B 70, 567 (2000).
[CrossRef]

Yamada, M.

K. Matsuoka, K. Saeki, E. Teraoka, M. Yamada, and Y. Kuwamura, Proc. SPIE 6133, 61330P (2006).
[CrossRef]

M. Yamada, IEEE J. Quantum Electron. 30, 1511 (1994).
[CrossRef]

Yamada, T.

S. Nakamura, M. Senoh, S. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, Y. Sugimoto, and H. Kiyoku, Appl. Phys. Lett. 69, 1568 (1996).
[CrossRef]

Yamanaka, K.

T. Onishi, O. Imafuji, K. Nagamatsu, M. Kawaguchi, K. Yamanaka, and S. Takigawa, IEEE J. Quantum Electron. 48, 1107 (2012).
[CrossRef]

Zeng, X.

P. P. Vasil’ev, A. B. Sergeev, I. V. Smetanin, T. Weig, U. T. Schwarz, L. Sulmoni, J. Dorsaz, J. M. Lamy, J. F. Carlin, N. Grandjean, X. Zeng, T. Stadelmann, S. Grossmann, A. C. Hoogerwerf, and D. L. Boiko, Appl. Phys. Lett. 102, 121115 (2013).
[CrossRef]

Zubrilov, A. S.

A. S. Zubrilov, V. I. Nikolaev, D. V. Tsvetkov, V. A. Dmitriev, K. G. Irvine, J. A. Edmond, and C. H. Carter, Appl. Phys. Lett. 67, 533 (1995).
[CrossRef]

Appl. Opt.

Appl. Phys. B

M. Horstjann, V. Nenakhov, and J. P. Burrows, Appl. Phys. B 106, 261 (2012).
[CrossRef]

O. M. Maragò, B. Fazio, P. G. Gucciardi, and E. Arimondo, Appl. Phys. B 77, 809 (2003).
[CrossRef]

H. Leinen, D. Gläßner, H. Metcalf, R. Wynands, D. Haubrich, and D. Meschede, Appl. Phys. B 70, 567 (2000).
[CrossRef]

Appl. Phys. Lett.

G. Cosendey, A. Castiglia, G. Rossbach, J.-F. Carlin, and N. Grandjean, Appl. Phys. Lett. 101, 151113 (2012).
[CrossRef]

S. Nakamura, M. Senoh, S. Nagahama, N. Iwasa, T. Yamada, T. Matsushita, Y. Sugimoto, and H. Kiyoku, Appl. Phys. Lett. 69, 1568 (1996).
[CrossRef]

I. V. Smetanin and P. P. Vasil’ev, Appl. Phys. Lett. 100, 041113 (2012).
[CrossRef]

P. P. Vasil’ev, A. B. Sergeev, I. V. Smetanin, T. Weig, U. T. Schwarz, L. Sulmoni, J. Dorsaz, J. M. Lamy, J. F. Carlin, N. Grandjean, X. Zeng, T. Stadelmann, S. Grossmann, A. C. Hoogerwerf, and D. L. Boiko, Appl. Phys. Lett. 102, 121115 (2013).
[CrossRef]

A. S. Zubrilov, V. I. Nikolaev, D. V. Tsvetkov, V. A. Dmitriev, K. G. Irvine, J. A. Edmond, and C. H. Carter, Appl. Phys. Lett. 67, 533 (1995).
[CrossRef]

IEEE J. Quantum Electron.

T. Onishi, O. Imafuji, K. Nagamatsu, M. Kawaguchi, K. Yamanaka, and S. Takigawa, IEEE J. Quantum Electron. 48, 1107 (2012).
[CrossRef]

M. Yamada, IEEE J. Quantum Electron. 30, 1511 (1994).
[CrossRef]

R. J. Fronen and L. K. J. Vandamme, IEEE J. Quantum Electron. 24, 724 (1988).
[CrossRef]

IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron.

R. Hofmann, V. Wagner, H.-P. Gauggel, F. Adler, P. Ernst, H. Bolay, A. Sohmer, F. Scholz, and H. C. Schweizer, IEEE J. Sel. Top. Quantum Electron. 3, 456 (1997).
[CrossRef]

J. Opt. Soc. Am. B

J. Phys. B

E. Caliebe and K. Niemax, J. Phys. B 12, L45 (1979).
[CrossRef]

J. Phys.: Conf. Ser.

I. Ratschinski, H. S. Leipner, F. Heyroth, W. Fränzel, O. Moutanabbir, R. Hammer, and M. Jurisch, J. Phys.: Conf. Ser. 281, 012007 (2011).
[CrossRef]

Meas. Sci. Technol.

D. J. Lonsdale, A. P. Willis, and T. A. King, Meas. Sci. Technol. 13, 488 (2002).

Opt. Commun.

L. D. Turner, K. P. Weber, C. J. Hawthorn, and R. E. Scholten, Opt. Commun. 201, 391 (2002).
[CrossRef]

Phys. Status Solidi A

H. Schweizer, H. Gräbeldinger, V. Dumitru, M. Jetter, S. Bader, G. Brüderl, A. Weimar, A. Lell, and V. Härle, Phys. Status Solidi A 192, 301 (2002).
[CrossRef]

Proc. SPIE

K. Matsuoka, K. Saeki, E. Teraoka, M. Yamada, and Y. Kuwamura, Proc. SPIE 6133, 61330P (2006).
[CrossRef]

Prog. Quantum Electron.

R. G. Waters, Prog. Quantum Electron. 15, 153 (1991).
[CrossRef]

Rev. Sci. Instrum.

C. Affolderbach and G. Mileti, Rev. Sci. Instrum. 76, 073108 (2005).
[CrossRef]

SEI Tech. Rev.

K. Motoki, SEI Tech. Rev. 70, 28 (2010).

Other

GaAs wafer specifications from AXT Inc., http://www.axt.com/site/index.php?q=node/37 .

S. Pralgauskaite, V. Palenskis, and J. Matukas, in Semiconductor Laser Diode Technology and Applications, D. S. Patil, ed. (InTech, 2012), pp. 133–160.

R. K. Sink, “Cleaved-facet group-III nitride lasers,” Ph.D. dissertation (University of California at Santa Barbara, 2000).

D. A. Steck, “Rubidium 85 D Line Data,” http://steck.us/alkalidata/rubidium85numbers.pdf .

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 (5)

Fig. 1.
Fig. 1.

Amplified spontaneous emission spectrum of free-running GaN-based FP laser at 40 mA drive current (a) before and (b) after device aging.

Fig. 2.
Fig. 2.

Normalized lasing spectra of the free-running GaN laser. (a) Fixed laser diode temperature, varying current. (b) Fixed current, varying temperature. The spectra shown are shifted vertically by the value of the parameter indicated in the left axis. The calibration error of spectrometer is 0.07 nm.

Fig. 3.
Fig. 3.

(a) L-I curves of the laser diode without external feedback and in ECDL configuration at 33°C. (b) Wavelength-tuning range is represented by a superposition of several single-mode lasing spectra. ECDL driving current is 60 mA.

Fig. 4.
Fig. 4.

ECDL transmission spectrum, as a function of the drive current modulation (top axis) and relative frequency change (bottom axis), through (a) an FP etalon (left axis), plotted with output power (right axis), and (b) an Rb85 cell with 6 Torr N2 buffer gas of 5 mm length in the 5S1/26P3/2 transition (420.18 nm wavelength) at 100°C cell temperature.

Fig. 5.
Fig. 5.

(a) FN and (b) RIN spectra of the 420 nm ECDL in comparison with a DFB laser for Cs113 atom spectroscopy and data from [23,26,27].

Metrics