垂直腔面发射激光器（VCSEL）和边发射半导体激光器相比有很多优点，如阈值低、没有光学灾变损伤以及可以二维集成等。808-nm半导体激光器主要用于泵浦固体激光器，但由于对808-nm VCSEL的研究近几年才被积极开展，所以关于808-nm VCSEL的研究报道特别少。本论文围绕808-nm波段的GaAs基VCSEL，对量子阱和分布布拉格反射镜（DBR）的设计、VCSEL整体结构设计和输出特性模拟，以及所设计结构的外延生长和制备工艺等进行了深入系统的研究，取得的主要成绩和创新性成果如下：1.为实现VCSEL在808-nm波长的激射，设计了非应变GaAs/Al_0.3Ga_0.7As、张应变GaAs_xP_1-x/Al_0.3Ga_0.7As和压应变In_1-x-yGa_xAl_yAs/Al_0.3Ga_0.7As量子阱。然后理论计算了三种量子阱材料的带隙、带阶、量子化子能级，并确定了GaAs阱宽为4nm、GaAs_0.87P_0.13阱宽为13nm、In_0.14Ga_0.74Al₉0.12)As阱宽为6nm时，量子阱在室温下激射波长在800nm左右。2.确定了808-nm VCSEL的DBR反射镜的高折射率层为Al_0.2Ga_0.8As，低折射率层为Al_0.9Ga_0.1As。然后设计了组分渐变Al_0.2Ga_0.8As/Al_0.9Ga_0.1As的DBR结构，并得到了该结构的反射率和反射谱，确定了渐变层厚度为20nm，出光P面DBR为23对，此时反射率为99.57%，全反射N面DBR为39.5对，此时反射率为99.94%。3.通过对比设计的三种量子阱VCSEL的材料增益、阈值电流和输出功率等，得到压应变In_0.14Ga_0.74Al_0.12As更适合做808-nm VCSEL的量子阱。然后采用MOCVD技术对设计的In0.14Ga_0.74Al₍0.12As/Al_0.3Ga_0.7As三量子阱结构、22对Al_0.2Ga_0.8As/Al_0.9Ga_0.1As DBR反射镜以及VCSEL全结构进行了外延生长，测得量子阱在室温下的PL谱峰值中心波长、DBR的反射中心波长以及VCSEL的腔模波长和理论设计的结果基本一致。4.采用顶发射VCSEL的制作工艺，对生长的压应变In_0.14Ga_0.74Al₍0.12As量子阱VCSEL进行了制备，得到了808-nm VCSEL的单管和列阵器件。测量得到单管器件在出光口径为150μm时输出功率最大为43mW，2×2列阵器件的最大输出功率为115mW。808-nm VCSEL的单管和列阵的光谱中心波长都在808nm左右，恰好是芯片结构设计想要得到的结果。