设计并外延生长了具有高温度稳定性的InAlGaAs/AlGaAs应变量子阱激光器, 用于解决852 nm半导体激光器在高温环境下工作时的波长漂移问题。基于理论模型, 计算并模拟对比了InAlGaAs, InGaAsP, InGaAs和GaAs量子阱的增益及其增益峰值波长随温度的漂移, 结果显示,采用In0.15Al0.11Ga0.74As作为852 nm半导体激光器的量子阱可以使器件同时具有较高的增益峰值和良好的波长温漂稳定性。使用金属有机化合物气相淀积(MOCVD)外延生长了In0.15Al0.11Ga0.74As/Al0.3Ga0.7As有源区, 通过反射各向异性谱(RAS)在线监测和PL谱研究了InAlGaAs/AlGaAs界面的外延质量, 实验证明了通过降低生长温度和在InAlGaAs/AlGaAs界面处使用中断时间, 可以有效抑制In析出, 从而获得InAlGaAs/AlGaAs陡峭界面。最后, 采用优化后的外延生长条件, 研制出了InAlGaAs/AlGaAs应变量子阱激光器。实验测试结果显示,其光谱半高宽为1.1 nm, 斜率效率为0.64 W/A, 激射波长随温度漂移为0.256 nm/K。理论计算结果与实验测试结果相吻合, 证明器件性能满足在高温环境下工作的要求。

利用反射各向异性谱(RAS)和反射谱在线监测了AlxGa1-xAs样品的金属有机化合物汽相淀积(MOCVD)外延生长过程。通过在线监测得到的RAS和反射谱可以敏感地反映出AlxGa1-xAs外延层组份发生的变化，从而优化外延生长工艺。实验表明,反射谱中的振荡周期可以在线计算组份和生长速率，利用反射谱中的振荡的第一个最小值与Al组份的线性关系，可以确定渐变组份初始值。通过在线计算得到的生长速率和组份与扫描电镜(SEM)和高分辨X射线衍射(HRXRD)测试得到的结果基本吻合。

研究了生长温度和中断时间对AlGaInAs/AlGaAs量子阱外延质量的影响，并使用金属有机化合物汽相沉积(MOCVD)外延生长了AlGaInAs/AlGaAs量子阱和852 nm半导体激光器。通过使用反射各向异性谱(RAS)和光致发光谱在线监测和研究了AlGaInAs/AlGaAs界面的外延质量。研究结果表明高温生长可以导致从AlGaInAs量子阱层到AlGaAs势垒层的In析出现象。通过优化生长温度和在AlGaInAs/AlGaAs界面处使用中断时间，可以有效抑制In析出，从而获得AlGaInAs/AlGaAs陡峭界面。使用优化后的外延生长条件，外延生长了整个852 nm半导体激光器，使用RAS在线监测了激光器的外延生长过程，可以有效地分辨出不同外延层和生长阶段。

通过瞬态反射各向异性谱和瞬态反射谱在线监测和研究了AlxGa1-xAs的生长过程，利用金属有机化合物汽相淀积技术在GaAs (001)衬底上生长了多层AlxGa1-xAs结构。选择最适合在线监测生长过程的探测光能量，在此探测光能量处所得到的反射各向异性谱和反射谱的信号在生长过程中有很明显的振荡行为产生。研究发现，通过瞬态反射各向异性谱可以很好地分辨出由表面引起的光学各向异性和由界面处引起的光学各向异性，能够得到界面处形成缺陷的信息，并且发现了反射各向异性谱和反射谱的信号随着铝组分的不同而发生有规律的变化。