網(wǎng)訊：邊長為數(shù)nm左右，將電子之類的載流子束縛其中的半導體立體構造就叫作量子點。量子點激光器（QDLD）具有分立的態(tài)密度函數(shù)，因此有著比傳統(tǒng)的量子阱激光器（QWLD）更加優(yōu)越的性能，如超低閾值電流密度（￡2A/cm2，比QWLD低一個量級以上）、超高閾值電流溫度穩(wěn)定性、超高微分增益（比QWLD高一個量級以上）、極高的調(diào)制帶寬和在直流電流調(diào)制下無波長漂移工作、對襯底缺陷不敏感等。這些特性將使半導體激光器的性能有一個大的飛躍，有力地推動激光物理學科的發(fā)展，開辟半導體激光器制造的新方向，并有可能成為21世紀光電子技術產(chǎn)業(yè)的支柱之一。

　　量子點最初設想應用于電子元器件。但率先實用化的是激光器。比如：富士通等成立的風險企業(yè)“QDLaser”于2010年與東京大學合作量產(chǎn)了面向光通信市場的量子點激光器。量子點激光器比傳統(tǒng)激光器的耗電量小，相對于光輸出溫度變化的穩(wěn)定性高。

　　何為量子點激光器？

　　簡單的說，量子點激光器是由一個激光母體材料和組裝在其中的量子點以及一個激發(fā)并使量子點中粒子數(shù)反轉的泵源所構成。

　　量子點激光器的優(yōu)點：

　　同常規(guī)的激光器相比，由于有源區(qū)為量子機構，器件特性便具有下列新特點：

　　1、態(tài)密度線狀分布，導帶中第一個電子能級E1c高于原價帶中第一個空穴能級E1，低于原價帶頂Ev，因此E1c-E1v大于Eg，所產(chǎn)生的光子能量大于材料的禁帶寬度。相應的其發(fā)射波長出現(xiàn)了藍移。

　　2、量子激光器中，輻射復合主要發(fā)生在E1c和E1v之間，這是連個能級之間電子和空穴參與的復合，不同于導帶底附近和價帶頂附近的電子和空穴參與的輻射復合，因此量子激光器的光譜線寬明顯地變窄了。

　　3、在量子激光器中，由于尺寸通常小于電子和空穴的擴散長度，電子和空穴還未來得及擴散就被勢壘限制在勢阱之中，產(chǎn)生很高的注入效率，易于實現(xiàn)粒子數(shù)反轉，其增益大為提高，甚至可高達兩個數(shù)量級。

　　量子點激光器的未來：

　　量子點激光器的研制在近幾年內(nèi)取得了長足進步，已經(jīng)向傳統(tǒng)半導體激光器開始了強有力的挑戰(zhàn)，但其性能與理論預測相比仍有較大的差距。進一步提高量子點激光器的性能，必須解決以下幾個問題：

　　1、如何生長尺寸均勻的量子點陣列。雖然量子點的材料增益很大，但由于尺寸分布的不均勻性，使得量子點發(fā)光峰非均勻展寬，發(fā)光峰半寬比較寬，遠大于量子阱材料。

　　2、如何增加量子點的面密度和體密度，盡可能提高量子點材料的增益

　　3、如何優(yōu)化量子點激光器的結構設計，使其有利于量子點對載流子的俘獲和束縛

　　4、如何通過控制量子點的尺寸或者選擇新的材料體系，拓寬量子點激光器的激射波長工作范圍

　　我國在量子點激光器領域進展情況

　　980nm量子點激光器可廣泛應用于大功率光纖放大泵浦源、激光手術刀、材料加工和防偽檢測等領域；1.3 mm、1.55mm和可見光的單模量子點激光器在大容量光纖通信，高速光計算、光互聯(lián)和信息處理等許多方面都有極其重要的應用前景。量子點激光器已成為目前國際上前沿研究的熱點和重點方向之一。

　　該項目在自組織量子點、量子線材料的可控生長和器件應用方面取得了多項突破性進展：

　　(一) 研制成功In(Ga)As/GaAs、InAlAs/AlGaAs/GaAs和InAs/InAlAs/InP等一系列高質量的自組織量子點和量子線材料　　通過對所選材料體系應變分布的設計（高指數(shù)面襯底、特殊設計的緩沖層和種子層誘導作用等）、生長動力學控制（生長溫度、生長速率等）和優(yōu)化生長工藝（多層垂直耦合量子點層數(shù)、隔離層的厚度和量子點的組分等），在原子、分子水平上初步實現(xiàn)了對量子點尺寸、形狀、密度和分布有序性的控制，量子點材料的性能達到了國際先進水平。