垂直腔面发射激光器作为新结构半导体激光器,具有表面光输出、易于二维集成,圆形对称光束、与光纤耦合效率高以及功率损耗低、使用寿命长等优点,在光互联、光通信以及大规模激光显示方面等方面得到了广泛应用。本论文细致阐述了VCSEL的基本原理及器件光束质量的因素。针对传统VCSEL.圆形电极结构,具有电流注入不均匀以及光束质量差的问题,本文提出了一种新型电极结构的VCSEL设计方法,即放射式电极结构VCSEL,从而提高电流注入的均匀性和激光器的光束质量。在实验中,采用半导体器件工艺制备了红光VCSEL器件,并对这种新型电极结构的VCSEL器件的光束特性进行了测试分析,结果表明,这种设计方法明显改善了VCSEL激光器件的出光质量。为了进一步发挥VCSEL易于二维集成阵列的优势,本文制备了中心对称型红光VCSEL二维阵列器件,实验上获得了整体激光器较高的光功率输出水平。