量子ドットとは、直径 2〜10 nm未満(10〜50個の原子からなる)の化合物半導体や酸化物半導体の微粒子のことを指す。量子ドットレーザーは、活性層に量子ドットが敷き詰められた半導体レーザーの一種である。

「量子」がつく半導体レーザーの構造には量子井戸、量子細線、量子ドットがある。量子井戸は活性層の厚さを10 nm程度にした状態であらわれる(この量子井戸を複数重ね合わせた構造を多重量子井戸構造という。)。次に、この活性層を線にしていくと量子細線になる。最後は、線の長さを縮めて点にすると量子ドットになる。

下の動画は量子井戸、量子細線、量子ドットを分かり易く示している。

量子ドットの大きさを制御することで、半導体のバンドギャップを制御することができる(つまり発光波長を制御できる)。量子ドットレーザーの特長としては、消費電力が低いこと、高効率であること、温度依存性が非常に低いことが挙げられる(この理由は、下記の参考文献で詳しく書かれている)。これらの特長から、量子ドットレーザーは温度制御装置や精密な駆動電流制御(バイアス電流や変調電流の調整)が不要になる。量子ドットレーザーの用途としては、通信が最も有望である。なお、量子ドットを用いたLED、SLD、SOAも市販されている。

量子ドットレーザーのメーカーには下記が挙げられる。

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