随着当代网络容量的急速扩充,波分复用、光纤网络技术和全光网络技术均得到较快发展。半导体激光器,作为光纤通信中广泛使用的光源,由于良好的稳定性、便于阵列集成、体积小等优势,一直是人们研究的焦点。其中DFB (Distributed Feedback, DFB)半导体激光器已经被商用于10G、40G、100G等光模块的制造,也被研究者广泛应用于光子集成芯片的制造。单模激射在布拉格波长处的λ／4相移DFB半导体激光器,是目前市场上DFB半导体激光器的主流产品。当工作在低注入电流下,该类激光器的单模特性良好,但是在高注入电流下,其经常会由于空间烧孔效应(Spatial-hole-burning effect, SHB)而产生多模现象,单模特性遭到破坏。此外,随着DWDM系统复用信道数急速增加,现代通信系统中需要高性能的多波长光源稳定工作。目前多波长半导体激光器大多是用阵列的方式实现的。半导体激光器阵列工艺虽然比较成熟,但是每一个波长都需要一套独立的电控系统来控制单个激光器的注入电流,系统的复杂度较高,能耗较大,花费较高。本文主要研究可以抑制空间烧孔效应的多周期调制(MCPM)结构的DFB半导体激光器和基于叠印啁啾结构的分布式Fabry-perot腔(Distributed Fabry-perot, DFP)多波长半导体激光器的方法。为了降低制造成本,本文还引入了重构-等效啁啾(Reconstruction-Equivalent-Chirp technology, REC技术)技术来制作激光器的光栅,设计和实现了稳定工作的低成本高性能的单模MCPM激光器和叠印啁啾DFP多波长激光器,从理论和实验的角度对MCPM结构和叠印啁啾结构在实际应用中的优势进行了论证分析。本文的主要内容分为以下三个方面：1、研究背景和理论基础。本文首先回顾了当代光纤通信的发展历史,介绍了半导体激光器的原理、分类和制作工艺。接着讨论了布拉格光栅的基本理论,对取样光栅和啁啾光栅进行了较细致的理论和结构分析。在此基础上,引入重构-等效啁啾(REC)技术,对REC技术进行理论和结构分析,论证了REC技术的可行性和优越性。然后,介绍了基于REC技术的半导体激光器的工艺流程。2、多周期调制(MCPM) DFB半导体激光器的研究。介绍了MCPM激光器的光栅结构,对其进行了理论分析,为了降低加工成本,本文引入基于REC技术的MCPM半导体激光器。接着作者对基于REC技术的MCPM激光器进行了静态性能仿真,分析了不同类型的MCPM激光器,以几种文献报道过的可以抑制SHB效应的激光器作对比,理论论证了MCPM结构的优势。从实验结果来看,MCPM激光器在较高的注入电流下,依然能够保持稳定的单模特性。3、基于叠印啁啾结构的DFP半导体激光器的研究。首先介绍了叠印啁啾DFP激光器的光栅结构,对其进行了理论分析,为了降低加工成本,引入基于REC技术的叠印啁啾半导体DFP激光器。由于REC技术需要用光刻掩模版来制作光栅,为了采样较低成本的光刻掩模版从而进一步降低制造成本,我们采用最小线宽为1μm的光刻掩模版。因此我们对叠印啁啾DFP激光器光栅进行了相应调整。经过调整后的叠印啁啾激光器的多波长性能有一定减弱,但是依然能够实现多波长激射。