半导体激光器是一种直接电光转换器件,其电光转换效率远高于固体和光纤激光器。通过改变材料体系和调节有源区组分可以实现不同波长的激射,进而使其在工业制造、数据通信、泵浦源等领域广泛应用,成为光电子领域的核心器件。GaAs基半导体激光器通过增加有源区InGaAs材料中In的组分实现激光器激射波长的红移。但是,增加In含量将使得InGaAs量子阱与GaAs势垒层之间的晶格失配增大,严重影响外延材料晶体的生长质量。针对上述问题,我们采用应变补偿方式解决量子阱中存在的应力问题,利用GaAsP层代替GaAs层作为垒层,改善了材料体系的晶格失配问题,提高了外延材料的生长质量。并结合测试手段分析材料内部应力对材料性能的影响,揭示不同P含量对于材料质量的影响规律,实现多量子阱晶体质量最优生长。针对半导体激光器载流子浓度分布及掺杂特性的问题,开展外延掺杂浓度对半导体激光器性能影响的研究,探索不同工作状态下的载流子浓度分布情况。针对激光器的关键结构,如限制层、缓冲层、盖层,研究GaAs/AlGaAs材料在不同生长条件下的载流子掺杂情况,获得不同结构层中载流子浓度分布规律。同时,对波导层进行非故意掺杂实验,并对故意掺杂与非故意掺杂机理进行理论分析。在此基础上,探索研究水平腔InGaAs/GaAs量子阱激光器的生长实验,利用光致发光测试仪器对样品进行单点和表面发光测试,结果表明样品发光波长和强度的均匀性良好。同时,针对850nm垂直腔激光器,分别进行了GaAs/AlGaAs多量子阱生长实验、上下DBR实验、全结构实验,并进行了反射率、光致发光、扫描电镜截面测试,实现光致发光830nm,DBR反射率大于99%。最后进行多量子阱垂直腔全结构生长实验,并进行表面反射和扫描电镜截面测试,截面测试表明材料分界明显,生长厚度符合设计值且均匀一致,样品表面反射表明满足进行器件制作的要求。