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高亮度大功率半导体激光器是固体激光器和光纤激光器的理想泵源,并广泛应用于材料加工、自由空间通讯、医疗等领域。其中,高亮度锥形激光器以其制备工艺简单、输出功率高、光束质量好等优点,成为半导体激光器领域研究的热点。本论文优化设计制备了808nm大功率半导体激光器阵列,并针对军事中光电对抗的需求,对具有低红暴优势的850nm高亮度锥形半导体激光器进行了研究。本论文的主要研究内容和研究成果如下:1.优化设计了大功率半导体激光器阵列的电光隔离结构,通过Crosslight3D软件对器件的侧向电流分布进行了数值模拟,并运用电流扩展原理进行理论分析,证明了在激光器阵列中的脊形台面和隔离沟道结构有利于限制载流子的侧向扩散。采用波长为808nm的梯度折射率波导分别限制增益量子阱结构（GIRN-SCH-SQW）的GaAs/AlGaAs材料制备具有不同沟道深度的半导体激光器线阵列,比较了引入脊形台面和隔离沟道前后及沟道深度不同时,阵列的阈值电流、输出功率、电光转换效率、光谱特性等方面性能,证明了隔离沟道的引入和加深有效的减少了载流子的侧向扩散,增强了光子的限制,从而提高了半导体激光器阵列的光电特性。2.采用AlGaInAs/AlGaAs GIRN-SCH-SQW结构的外延材料,研制出具有低红暴优势的850nm高亮度大功率锥形半导体激光器,对脊形区宽度、腐蚀深度、锥形角度的结构参数进行了优化设计,并在锥形激光器结构中引入腔破坏凹槽,以克制自聚焦现象的发生。我们制备了总腔长为2.5mm,脊形波导区长度Lrw分别为750μm、1000μm和1250μm的三种锥形激光器,通过对电流功率曲线的测试和分析,证明了较短的脊形波导不容易发生光学灾变损伤,更适合于大功率的锥形激光器。对于Lrw为750μm的850nm锥形激光器,阈值电流密度仅为490.2A/cm2,当外加3A的脉冲电流（t=50μs, f=100 Hz）时,功率达到1.4W,此时斜率效率达到0.58W/A,电光转换效率为30%。3.采用国际标准ISO11146中的刀口法测量了850nm锥形半导体激光器的光束质量因子M2,通过测量锥形激光器经透镜聚焦后光束传播方向上不同位置的光束半径,拟合出光束的高斯分布,找到束腰位置,得到光束的束腰半径和远场发散角,从而求出锥形激光器光束质量传播因子M2。对于Lrw为750μm的850nm锥形激光器,连续输出功率为200mW时的光束质量因子为1.7,接近衍射极限,此时亮度高达16.3MW·cm-2·sr-1;连续输出功率为1W时的光束质量因子为2.8,亮度为9.9MW·cm-2·sr-1。4.采用相同的材料结构,制备了具有相同发光条宽度125μm、相同腔长2.5mm的传统宽面条形激光器和锥形激光器,并对二者性能进行了比较。当输入脉冲电流（t=50μs, f=100Hz）同为3A时,传统激光器的输出功率为1.59W,锥形激光器为1.40W,二者均实现大功率输出。当连续输出功率同为1W时,传统激光器的发散角为6°,光束质量因子M2为9.2,而锥形激光器的发散角仅为4°,M2因子仅为2.8,是条形激光器的三分之一,此时锥形激光器的亮度也是传统激光器的3倍多。这说明了锥形激光器在光束质量和亮度上优于宽面条形激光器。