将一个808 nm宽发射区半导体激光器应用于纵模选择束腰劈裂偏振合束外腔中，实现了高光束质量、高亮度和窄线宽的激光输出。所获激光输出功率为5.08 W，快慢轴光束质量M²=1.85×18.2，慢轴光束质量较自由运转激光器提高48%，输出激光亮度B=22.74 MW·cm^-2·sr^-1，是原激光器自由运转的1.3倍。所获激光光谱线宽为0.47 nm，压缩至原激光器自由运转的光谱宽度的0.14。

如今，人们对研究耦合腔面发射激光器结构的兴趣逐渐增加。这种结构通过向主腔施加调制电的同时向每个反馈腔施加直流电来实现带宽提升。然而，单独驱动主腔对器件性能的影响尚未得到深入研究。为了更全面地了解耦合腔激光器，我们设计并制备了边长为30 μm×30 μm的方形横向耦合腔VCSEL，并研究了在方形横向耦合腔中单独驱动主腔时器件性能的变化。室温下，-3 dB带宽达30.1 GHz，在非归零调制下，在背对背传输速率40 Gbit/s时获得清晰的眼图，相对强度噪声值为-160 dB/Hz。证明了反馈腔在不加驱动的条件下仍会对主腔的性能提供正向作用。设计的TCC-VCSEL器件只需要一个电源驱动，使其适用于高密度集成，为封装集成应用提供了新的思路。

光子晶体面发射激光器（PCSEL）利用二维光子晶体光栅的布拉格共振实现面发射激光，具有其独特的优势，包括单模性能、在片测试、高功率、低发散角等。相比垂直腔面发射激光器（VCSEL），PCSEL有将近两倍的有源区光限制因子，展现出高速运行的潜力。本文探讨了PCSEL的基本结构和工作原理，并详细分析了影响PCSEL激光器实现高速性能的关键因素。随后，文章系统地介绍了近年来研究者们为实现PCSEL高速性能所做的努力，重点聚焦于通过增强PCSEL的面内限制来缩小激光腔，并提供了相关的研究方向和指导。

超透镜除了可以实现传统透镜的聚焦和成像功能之外，还可通过对超构单元的设计实现对光场偏振、波长和振幅等的多维度操控，由于体积薄、重量轻、成本低、易集成，其在光电子器件领域中开始崭露头角，已经成为当前的研究热点和重要方向。本文采用时域有限差分算法（Finite?difference time?domain，FDTD）设计并优化了基于InGaAs雪崩探测器原位集成的超透镜，同时估算了超透镜的聚焦效率和透射率。仿真结果表明，超透镜将入射光会聚至探测器的光敏区中，透射率达到82.8%，并且在目标焦距150 μm、超透镜半径50 μm时聚焦效率达到 84.89%。为进一步提高透射率，在超透镜表面增加抗反射层（AR Layer）。结果表明，300 nm的SiO₂层透射率达到最大值86.6%，250 nm的SiN层透射率达到最大值87.6%，透射率比未增加AR层时分别增加了3.8%和4.8%。最后计算得出集成超透镜的探测器吸收区光场能量比未集成超透镜的探测器吸收区光场能量提升了250.96倍，将极大提升探测器的响应度。本文提出了单片集成超透镜的雪崩探测器设计方案，将雪崩探测器光敏区之外的入射光会聚至光敏区，在不损失带宽前提下提升探测器的量子效率，为高响应度、带宽雪崩探测器的设计提供了新思路。

展示了高速直接调制850 nm氧化物限制垂直腔面发射激光器（VCSEL）的结果。优化设计应变InGaAs/AlGaAs量子阱以实现高微分增益，通过表面刻蚀来调节光子寿命实现响应平坦化。研制的氧化物孔径约7 μm的VCSEL具有平坦的频率响应，3 dB调制带宽为24 GHz，相对噪声强度值-155 dB/Hz，未采用任何预加重和均衡技术情况下PAM4调制数据传输速率达80 Gb/s。

通过小角度V形腔外腔光谱合束将两个808 nm半导体激光器合束，提高半导体激光器的输出功率及光束质量。两个合束单元分别工作在795.8 nm和800.5 nm，将所获光束通过非线性光学方法进行频率转换。外腔光谱合束实现输出功率为6.5 W快慢轴光束质量M²=2.2×18.5的光束输出，所获光束慢轴M²因子相较于自由运转单管激光器提高了30%，外腔光谱合束效率为83%。基于所获光源，实现了半导体激光器小角度V形腔外腔光谱合束和频，获得输出功率为18.3 mW波长为401.0 nm的蓝光输出，和频效率为0.28%。

850 nm的垂直腔面发射激光器（VCSEL）是短距离光互连的核心光源。随着对数据中心流量的需求增加，实现不归零（NRZ）调制高速无误码传输是目前的研究热点。本文设计制备了基于λ/2短腔和六层氧化限制层的高速850 nm VCSEL，室温下最高-3 dB带宽达到23.8 GHz。NRZ调制50 Gbit/s（1 m）和40 Gbit/s（100 m）速率下获得清晰的眼图。在未使用预加重、均衡和前向纠错的条件下，通过NRZ调制在1 m和100 m下无误码传输速率分别为40 Gbit/s和30 Gbit/s。

The high peak power of picosecond pulses produced by a self-mode-locked semiconductor disk laser can effectively improve the efficiency of nonlinear frequency conversion. This paper presents the intracavity frequency tripling in a self-mode-locked semiconductor disk laser, and a picosecond pulse train at 327 nm wavelength is achieved. The pulse repetition rate is 0.49 GHz, and the pulse width is 5.0 ps. The obtained maximum ultraviolet output power under mode locking is 30.5 mW, and the corresponding conversion efficiency is obviously larger than that of continuous-wave operation. These ultraviolet picosecond pulses have high spatial and temporal resolution and can be applied in some emerging fields.

We report a wavelength-tunable multi-point pump scheme of the semiconductor disk lasers (SDLs). By designing an external cavity of SDL with an intra-cavity transmission grating, multiple pump gain regions share the same resonator. The effect of the intra-cavity grating on the output laser power, wavelength, and beam quality was investigated. The emission wavelength could be tuned over a bandwidth of ∼18nm. With multi-point pumping, we achieve the laser output power with almost no loss, and further improvement is limited by the thermal effect. The changes in the beam are due to the mode selectivity by the intra-cavity grating.