提出了一种基于腔面非注入区的新型窗口结构, 通过腐蚀高掺杂欧姆接触层, 在腔面附近引入电流非注入区, 限制载流子注入腔面, 减少载流子在腔面处的非辐射复合, 提高了激光器腔面的光学灾变性损伤(COD)阈值。同时, 引入脊型波导结构, 降低了光束的水平发散角。采用该结构制作的器件在功率达到22W时仍未出现COD现象, 而无腔面非注入区结构的器件输出功率达到18W时腔面发生COD。同时, 采用该结构制作的器件在工作电流为12A时其光束的水平发散角约为10°, 而常规电流非注入区结构的器件在相同的工作电流下其光束水平发散角约为15°。

为了制备高输出功率的半导体激光器，设计了非对称超大光腔波导结构，其中大光腔结构用以提高器件的灾变性腔面烧毁(COMD)水平，非对称波导则抑制高阶模的激射，并分析了非对称波导层厚度的理论优化值。优化了有源区的金属有机物化学汽相沉积(MOCVD)外延生长条件，结合管芯电极制备及腔面镀膜等工艺条件，制备了腔长为4 mm的2 μm超大光腔端面发射980 nm半导体激光器管芯。在室温、注入电流为30 A且未采取任何主动散热措施的条件下，器件输出功率达到23.6 W，未出现COMD。非对称波导保证了垂直方向仅有基模激射，且超大光腔的采用使得垂直远场发散角只有24°。研究结果表明，非对称超大光腔结构是制备高功率半导体激光器的有效途径。

研究了离子辅助沉积(IBAD)电子束蒸发和传统电子束蒸发两种镀膜方式在Si（100）面基底所镀SiO2光学薄膜的特性。特别是在离子辅助沉积下, 分析了不同工艺条件改变对SiO2光学薄膜的光学特性的影响。结果表明, 无论表面形貌、折射率均匀性, 还是湿度稳定性, 离子辅助电子束蒸发都优于传统电子束蒸发的SiO2光学薄膜, 在离子辅助沉积条件下, 薄膜折射率在40～160℃范围随衬底温度的升高而提高, 镀膜时真空度为1.5×10-3Pa、沉积速率为5nm/s、离子源驱动电压为285.4V、离子源辅助气体分压比PAr∶PO=1∶1时, SiO2光学薄膜的光学特性最好。

超短脉冲激光源在光纤通信、生物医学成像等方面具有重要的应用前景。半导体锁模激光器具有体积小、重量轻、效率高、价格便宜等一系列优点。因此半导体锁模激光器成为超短脉冲激光源的理想选择。通过对400 nm～2 μm范围各个波段半导体锁模激光器的最新研究报道进行分析和总结，全面介绍了半导体锁模激光器的研究进展。