1064 nm分布布拉格反射(DBR)半导体激光器具有窄线宽、输出稳定的特性, 在自由空间激光通信用种子光源等方面具有广阔的应用前景。设计了一种单模、窄线宽的1064 nm DBR半导体激光器, 利用金属有机化合物气相沉积技术生长出InGaAs应变量子阱半导体激光器材料, 并制备出腔长为1200 μm的脊型波导1064 nm DBR半导体激光器。当注入电流为70 mA时, 室温下该激光器的连续输出功率可达到7 mW, 3 dB光谱线宽为0.12 nm。

为了提高半导体激光器的光谱纯度、亮度和工作稳定性，对多环耦合结构的半导体激光器进行了研究。采用多环耦合与弯曲有源波导共端输出结构，使得环形结构激光器输出在光谱纯度、亮度和工作稳定性方面得到了大幅改善。器件水平远场发散角度为2.7°，输出功率达10 mW，在821 nm处的谱线宽度为0.26 nm，实现Q因子达2737。该多环耦合结构器件具有电流对光谱调制特性，调制范围接近15 nm，同时电流对谱线宽度也有一定的调制作用，调制能力在0.2 nm左右。优化后器件输出的谱线宽度变窄，达到0.2 nm，实现Q因子达4040。

为提高940 nm半导体激光器抗灾变性光学损伤(COD)能力，采用无杂质空位量子阱混杂技术制备了带有无吸收窗口的940 nm GaInP/GaAsP/GaInAs半导体激光器。借助光致发光光谱分析了退火温度和介质膜厚度对GaInP/GaAsP/GaInAs单量子阱混杂的影响；通过电化学电容电压(EC-V)方法检测了经高温退火后激光器外延片的掺杂浓度分布的变化情况。实验发现，在875 ℃快速热退火条件下，带有磁控溅射法制备的200 nm厚的SiO2盖层样品发生蓝移达29.8 nm，而电子束蒸发法制备的200 nm厚TiO2样品在相同退火条件下蓝移量仅为4.3 nm。两种方法分别对蓝移起到很好的促进和抑制作用。将优化后的条件用于带有窗口结构的激光器器件制备，其抗COD能力提高了1.6倍。

提出了一种新的半导体激光器增透膜——AlN膜，并用matlab软件模拟分析了不同腔面反射率对激光器输出功率的影响，得到激光器最大输出功率时前后腔面的反射率的最佳值。采用反应磁控溅射技术，利用高纯铝靶(99.999％)和N2+Ar的混合气体在K9玻璃基片上沉积了AlN薄膜。利用Filmetrics系统对薄膜进行光学性能测试，分析了不同工艺参数对薄膜沉积速率和折射率的影响。将最优条件下制得的AlN单层增透膜用于半导体激光器上，光学灾变损伤阈值和器件输出功率都得到了很大的提高。