波分复用是长途干线传输和城域光网的主要技术，全球每年建网超过一百亿美元，目前单纤商用系统波分复用数已突破百位数，前沿实验系统波长数已突破千位数，光网络建设中大量需要波长可调谐激光器，其技术一直是国际竞争焦点。鉴于国内目前可调谐激光器芯片和装备均依赖于进口，本论文针对基于硅基微环单环和基于取样光栅的两种波长可调谐激光器进行探索和研究。主要创新点和技术贡献如下：　　提出了一种硅基微环单环芯片的实现方案，包含一个微环谐振腔、一个3dB合束/分束器、模斑变换器和光栅耦合器。该方案结构紧凑，调谐方式简单，解决了同类硅基多微环芯片中复杂的调谐控制问题。针对硅基波导芯片与增益芯片耦合效率低的问题，芯片的输入/输出端采用悬臂梁式反向楔形模斑变换器结构，增大了耦合光斑，减小了耦合损耗。芯片的测试结果表明，其具有大于19nm的自由光谱范围，加热效率达到70pm/mW。　　提出了一种基于硅基微环单环芯片的波长可调谐激光器组件实现方案，相比较于多个微环的激光器结构，该组件仅通过对单个微环的调谐就实现了标准的ITU-T波长输出，且无需额外的波长锁定装置。同时，针对芯片间直接耦合对贴装精度要求高的问题，该激光器在优化的输入/输出结构上，采用双透镜的自由光路耦合方案，增加了耦合容限，降低了贴片精度。　　建立了一种多模速率方程和频域相结合的激光器特性分析方法，解决了外腔型可调激光器中有源增益和无源调谐元件共同作用下的特性模拟问题。该模型的建立为设计此类可调谐激光器起到了良好的指导作用。　　研制了蝶形封装硅基微环单环的波长可调谐激光器组件，实现了标准ITU-T通道间隔100GHz，大于17nm的波长调谐范围，29mW的输出光功率，边模抑制比大于56dB，线宽小于150kHz。实验证明该激光器可满足高速相干光传输系统CO-OFDM的应用要求。　　提出方案并完成了基于取样光栅的级联DFB波长可调谐激光器芯片。该芯片采用级联DFB的共腔结构延展激光器总腔长，达到压窄线宽的目的，从而解决了单片集成型波长可调谐激光器难以实现窄线宽的问题。测试结果显示，该组件波长调谐范围大于20nm，边摸抑制比大于45dB，前段线宽小于200kHz。　　研究了一种使用普通光刻实现本论文取样光栅制备的工艺方法，采用先取样、后全息的方案，无需高成本的纳米压印和E-beam光刻技术，该方案制作成本低廉、工艺精度要求不高。此外，研究了干法和湿法刻蚀制备光栅工艺，为今后研究此类取样光栅的工艺实现，提供了一定的参考价值。