量子點激光器是一類以納米尺度半導體量子點作為發光增益介質的先進激光光源。由于量子點在三個空間維度上均受限，其電子態密度呈現類原子的離散能級結構，從而帶來一系列超越傳統量子阱器件的性能優勢，包括極低的激射閾值、優異的溫度不敏感性、窄光譜線寬以及更低的相位噪聲。這些特性使其在對能效、穩定性和集成度要求嚴苛的場景中展現出巨大潛力。當前，量子點激光器已逐步滲透至高速光通信（尤其是數據中心內部互聯）、硅基光子芯片、車載及消費級激光雷達、高分辨率生物成像系統，并被視為未來量子通信與光子計算等前沿領域的重要硬件基礎。
實現高性能量子點激光器的核心挑戰在于高質量、高密度且均勻分布的量子點陣列的可控外延生長。目前量子點激光器主流工藝采用分子束外延（MBE）或金屬有機化學氣相沉積（MOCVD），其中基于InAs/GaAs材料體系的自組裝量子點技術最為成熟。為滿足光纖通信對1.3 μm和1.55 μm波段的需求，研究人員通過引入應變調控層、開發InAs/InP異質結構或采用多層堆疊設計，有效拓展了發射波長范圍。尤為關鍵的是硅基集成方向的進展——近年來，多個國際團隊成功在硅襯底上實現室溫連續工作的量子點激光器，突破了硅材料因間接帶隙難以高效發光的物理限制，為光電共集成鋪平了道路。這一成果標志著量子點激光器正從實驗室走向可量產的工程化階段。
全球數字化浪潮正強力拉動對高性能光源的需求。超大規模數據中心對帶寬和能效的極致追求、5G/6G基站前傳網絡的密集部署，以及智能駕駛對高精度LiDAR的依賴，共同構成了量子點激光器市場增長的核心引擎。根據新思界產業研究中心發布的
《2025-2029年量子點激光器行業深度市場調研及投資策略建議報告》顯示，到2029年，中國面向量子通信應用的量子點激光器市場規模有望突破4億元。此外，消費電子廠商對微型化、低成本激光源的興趣，以及科研與國防領域對單光子源的需求，進一步拓寬了其應用邊界。
當前量子點激光器產業格局呈現“日美歐領先、中國加速追趕”的特點。日本在該領域起步最早，富士通、索尼及衍生企業QD Laser已實現通信波段產品的商業化交付。美國則聚焦集成化方向，英特爾長期布局硅基量子點光源，并與頂尖高校合作推進異質集成；初創公司如Qunnect則瞄準量子網絡細分賽道。歐洲依托TOPTICA Photonics等企業在精密科研儀器市場占據高端地位。中國近年來投入顯著加大，中科院半導體所、華中科技大學武漢光電國家研究中心等機構在材料生長與器件設計方面取得系列成果，華為、海信等企業也積極開展應用探索，但在外延良率、芯片一致性和量產能力方面仍需突破。
新思界
產業研究員認為，未來量子點激光器將沿著“性能提升”與“系統集成”兩條主線并行發展。一方面，通過精準調控量子點尺寸、成分及能帶結構，實現從可見光到中紅外的寬譜覆蓋及更高輸出功率；另一方面，深度融入硅光、氮化硅等主流光子平臺，支撐共封裝光學（CPO）和片上光互連架構。隨著國產MOCVD設備成熟與工藝標準化，量子點激光器制造成本有望持續下降。
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