胶质量子点作为一种半导体纳米晶体,具有量子产率高(约为100%)、辐射波长可调、性质稳定、折射率较高、可溶液处理和制作成本低廉等优点,被广泛用作微纳激光器的增益材料。基于胶质量子点的纳米尺寸(2~20 nm)和可溶液处理的性质,胶质量子点可以通过自组装的方式密集堆积形成高折射率微纳结构。为此,从胶质量子点激光器谐振腔的制备方面,总结了三类常见的胶质量子点微纳激光器,并对各自的特点进行了详细的分析。此外,还介绍了胶质量子点激光器与波导的片上集成,并着重介绍了模板辅助填充法这一集成方法。最后对胶质量子点激光器及片上集成在集成光子回路领域的发展进行了展望。
胶质量子点激光器是一种利用胶质量子点作为增益介质的微纳激光器件，其核心技术在于胶质量子点的特性及其在谐振腔中的应用。胶质量子点是半导体纳米晶体，具备一系列独特的优点，使得它们在激光技术领域具有巨大的潜力。
胶质量子点的量子产率高达约100%，这意味着它们在吸收光子后能够有效地释放出相同数量的光子，从而提供高效的光增益。此外，胶质量子点的辐射波长可调，这源于其尺寸效应，即通过调整量子点的大小可以改变其能带结构，进而调控发射光的波长，覆盖从红外到可见光的宽广范围。这种特性使得胶质量子点激光器适用于多种应用，包括光通信、生物传感和光学计算。
胶质量子点的纳米尺度（2~20 nm）和溶液处理能力是其另一大优势。它们可以通过自组装的方式形成高度有序的微纳结构，这些结构具有高折射率，有利于提高激光器的光学性能。这种自组装过程可以实现胶质量子点的密集堆积，形成有效的谐振腔，为激光产生提供了可能。
文章中提到了三种常见的胶质量子点微纳激光器类型，但具体内容未给出。通常，这些激光器可能包括基于量子点薄膜的激光器、量子点阵列激光器以及量子点微腔激光器。每种类型都有其特定的制造方法和工作原理，例如，量子点薄膜激光器可能通过旋涂或溶液沉积技术来构建，而量子点微腔激光器则可能利用自组装技术形成高折射率的微腔结构。
片上集成是胶质量子点激光器进一步发展的重要方向，其中模板辅助填充法是一种有效的集成策略。这种方法利用预制成型的模板，将胶质量子点溶液注入并填充，形成与模板形状匹配的波导结构。这种集成方式不仅可以确保激光器与光波导的精确对齐，还能减少工艺复杂性和成本。
胶质量子点激光器的片上集成对于实现复杂的光子集成电路（PICs）至关重要，如光电调制器、光探测器和光开关等。这种集成可以大幅提高系统集成度，缩小设备体积，并且有望推动下一代高速、低能耗的光通信和信息处理技术的发展。
未来，胶质量子点激光器及其片上集成技术的研究将继续深化，尤其是在提高激光器稳定性、降低阈值电流、扩展工作温度以及优化集成工艺等方面。随着技术的进步，胶质量子点激光器将在量子信息处理、生物成像、光电子器件等领域展现出更广阔的应用前景。
